DE102019102249A1

DE102019102249A1 - Verfahren zur Feststellung einer Leckage in einem eine Kupplung ansteuernden hydraulischen System eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102019102249A1
Application number: DE102019102249.5A
Authority: DE
Inventors: Ralf Mannsperger; Timo Enders
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-01-30
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2020-07-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung einer Leckage in einem eine Kupplung ansteuernden hydraulischen System eines Fahrzeuges, bei welchem ein Druck gemessen und mit einem Schwellwert verglichen wird. Bei einem Verfahren, welches eine besonders zuverlässige Leckagebestimmung erlaubt, wird ein die Kupplung (20) betätigender Kupplungsnehmerzylinder (21) durch Betätigung einer Pumpe (2) mit einer Hydraulikflüssigkeit (7) befüllt und anschließend nach mindestens einer Umdrehung der Pumpe (2) der Druck im hydraulischen System gemessen und mit dem Schwellwert verglichen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung einer Leckage in einem eine Kupplung ansteuernden hydraulischen System eines Fahrzeuges, bei welchem ein Druck gemessen und mit einem Schwellwert verglichen wird.
Aus der WO 2017/206980 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer Leckage in einem hydraulischen Kupplungssystem eines Fahrzeuges bekannt, bei welchem eine Kupplung durch einen hydrostatischen Kupplungsaktor betätigt wird, wobei ein in einem Geberzylinder des hydrostatischen Kupplungsaktors gelagerter Kolben axial bewegt wird, welcher über ein in einer hydrostatischen Strecke enthaltenes Druckmittel auf einen die Kupplung betätigenden Nehmerzylinder einwirkt und die Leckage im Kupplungssystem durch eine Druckmessung im Kupplungsaktor und einen Vergleich mit einem Grenzwert detektiert wird. Kleine, die Leckage kennzeichnende Druckabfälle können aber nicht erkannt werden
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung einer Leckage anzugeben, mit welchem die Leckage zuverlässig erkannt werden kann.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein die Kupplung betätigender Kupplungsnehmerzylinder durch Betätigung einer Pumpe mit einer Hydraulikflüssigkeit befüllt wird und anschließend nach mindestens einer Umdrehung der Pumpe der Druck im hydraulischen System gemessen und mit dem Schwellwert verglichen wird. Durch die Förderung der Hydraulikflüssigkeit innerhalb des hydraulischen Systems mittels der Pumpe wird der aufgebaute Druck im hydraulischen System verstärkt, was bei einer vorhandenen Leckage zu einem größeren Druckabbau führt und somit eine genauere und zuverlässigere Aussage über die Leckage ermöglicht.
Vorteilhafterweise wird nach der Befüllung des Kupplungsnehmerzylinders ein Druck im Kupplungsnehmersystem aufgebaut und der Druck im hydraulischen System gemessen und mit einem maximalen Druckschwellwert verglichen, wobei bei Unterschreitung des maximalen Druckschwellwertes auf eine Leckage geschlossen wird. Da durch die Leckage Hydraulikflüssigkeit aus dem hydraulischen System austritt, ist das hydraulische System nicht in der Lage, den Betriebsdruck für den Kupplungsnehmerzylinder zu gewährleisten, was durch die Druckprüfung einfach festgestellt werden kann.
In einer Ausgestaltung wird nach Ablassen der Hydraulikflüssigkeit aus dem Kupplungsnehmerzylinder der Druck im hydraulischen System gemessen und mit einem minimalen Druckschwellwert verglichen, wobei bei Unterschreitung des minimalen Druckschwellwertes auf eine Leckage geschlossen wird. Maximale und minimale Druckschwellwerte begrenzen dabei einen Arbeitsbereich für den Kupplungsnehmerzylinder zur Ansteuerung der Kupplung im Fahrzeug.
In einer Variante führt die Pumpe nach der Befüllung oder des Entleerens des Kupplungsnehmerzylinders eine Umdrehung aus oder dreht sich solange, bis ein vorgegebener maximaler Druck erreicht ist. Dazu werden Zieldrücke innerhalb des jeweiligen zu prüfenden hydraulischen Systems vorgegeben, wobei bei der Abweichung des gemessenen Druckes von diesen Zieldrücken einfach ein Rückschluss auf die Leckage gezogen werden kann.
In einer Ausführungsform wird der Druck mit einem im hydraulischen System angeordneten Drucksensor gemessen, was eine kostengünstige einfache Variante darstellt.
Vorteilhafterweise erfolgt die Druckprüfung bei Betriebsstart des Fahrzeuges. Somit wird zuverlässig festgestellt, ob das hydraulische System sich in einem arbeitsfähigen Zustand befindet. Dabei wird gleichzeitig geprüft, ob ein Druck im Kupplungsnehmerzylinder auf- und abgebaut werden kann, ob die Leitungen des hydraulischen Systems dicht sind bzw. ob Ventile, die in dem hydraulischen System angeordnet und als Zweiwegeventile ausgebildet sind, in beide Ventilstellungen schalten.
In einer Ausgestaltung versorgt die von der Pumpe geförderte Hydraulikflüssigkeit den Kupplungsnehmerzylinder und einen Kühlkreislauf, wobei die als Reversierpumpe ausgebildete Pumpe in einer ersten Drehrichtung den Kühlkreislauf mit der Hydraulikflüssigkeit versorgt und in der anderen Drehrichtung den Druck zur Betätigung der Kupplung in dem Kupplungsnehmerzylinder aufbaut. Da mit nur einem hydraulischen System zwei Verbraucher angesteuert werden, werden die Kosten für die Ansteuerung der Verbraucher reduziert.
In einer weiteren Variante wird in der anderen Drehrichtung neben dem Kupplungsnehmerzylinder ein Druck zur Betätigung einer Parksperre bereitgestellt. Dies erhöht die Kosteneffizienz weiter.
In einer Ausführungsform wird als Kupplung eine Trennkupplung in einem Hybridfahrzeug verwendet. Über diese Trennkupplung, welche einen Verbrennungsmotor und eine elektrische Maschine des Hybridfahrzeuges trennt oder verbindet, kann der Fahrbetrieb des Hybridfahrzeuges eingestellt werden.
Um ein Warnsignal bei detektierter Leckage auszugeben, wird nach Abschluss der Leckageprüfung eine nach „Zündung EIN“ des Fahrzeuges eingeschaltete Getriebewarnlampe bei Feststellung einer Leckage dauerhaft weiter leuchten, während diese ausgeschaltet wird, wenn keine Leckage vorliegt.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:

1 eine Prinzipdarstellung einer Hydraulikeinrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 eine Prinzipdarstellung eines Hybridantriebes im Zusammenwirken mit der Hydraulikeinrichtung gemäß 1,
3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,
4 eine grafische Darstellung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In 1 ist eine Prinzipdarstellung einer Hydraulikeinrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Die Hydraulikeinrichtung 1 umfasst eine Pumpe 2, die auf einer Seite einer Kühlmittelleitung 3 angebunden ist. Die Kühlmittelleitung 3 verbringt eine Hydraulikflüssigkeit 7, beispielsweise Öl, zu einem als Wärmetauscher ausgebildeten ersten Verbraucher 4. Zu diesem ersten Verbraucher 4 wird die Hydraulikflüssigkeit 7 zum Zwecke einer Kühlung oder einer Schmierung verbracht. Auf der anderen Seite ist die Pumpe 2 mit einer Aktuierungsleitung 5 verbunden. Die Aktuierungsleitung 5 ist vorbereitet, um die Hydraulikflüssigkeit 7 zu einem zweiten Verbraucher 6 zu bringen, welcher als Kupplungsnehmerzylinder 21 ausgebildet ist, der in einer Wirkverbindung mit einer Hybridtrennkupplung 20 eines Hybridantriebssystems 16 (2) steht. Grundsätzlich ist in beiden Leitungen, wie der Kühlmittelleitung 3 und der Aktuierungsleitung 5, dieselbe Hydraulikflüssigkeit 7 enthalten. An die Aktuierungsleitung 5 ist als weiterer Verbraucher ein Parksperrenbetätiger 8 angeschlossen, der auf eine Parksperre 9 wirkt. Ein Zweiwege-Schaltventil 10 ist so in die Kühlmittel- 3 und/oder die Aktuierungsleitung 5 eingebunden, dass die Hydraulikflüssigkeit 7 gezielt den Parksperrenbetätiger 8 oder dem Kupplungsnehmerzylinder 21 zuführbar ist.
Die Pumpe 2 ist dabei als elektrisch angetriebene Reversierpumpe ausgebildet, die eine erste Förderrichtung ermöglicht, um das Hydraulikmedium 7 bedarfsgerecht der Kühl-/Schmieraufgabe zuzuführen, wobei die Pumpe 2 in einer zweiten Förderrichtung die Hydraulikflüssigkeit 7 einer oder mehreren Aktuierungsfunktionen zuführt, welche im vorliegenden Beispiel der Kupplungs- und/oder Parksperrenfunktion entsprechen. Die Pumpe 2 wird von einem Elektromotor 11 angetrieben, der von einer Steuereinheit 12 angesteuert wird. Die Pumpe 2, der Elektromotor 11 und die Steuereinheit 12 bilden dabei einen elektrischen Pumpenaktor. Als Hydraulikmittelquelle 13 wird für alle Verbraucher 4, 6, 8 ein Art Getriebesumpf verwendet. In der Aktuierungsleitung 5 ist ein Drucksensor 14 angeordnet, welcher mit der Steuereinheit 12 der Pumpe 2 und über diese mit einer die gesamte Antriebseinheit steuernden Leistungselektronik 15 verbunden ist.
In 2 ist eine Prinzipdarstellung eines Hybridantriebssystems 16 gezeigt, welches einen Verbrennungsmotor 17 und zwei Elektromotoren 18, 19 umfasst. Dabei sind die zwei Elektromotoren 18, 19 über eine Hybridtrennkupplung 20 koppelbar oder trennbar. Auf der Eingangsseite der Hybridtrennkupplung 20 ist der Verbrennungsmotor 17 starr mit dem zweiten Elektromotor 19 verbunden, welcher als Generator arbeitet und im Bedarfsfall bei der elektrischen Fahrt Energie für den ersten Elektromotor 18 bereitstellt, welcher ein Hybridfahrzeug mit dem Hybridantriebssystems elektrisch antreibt. Der erste Elektromotor 18 ist abtriebsseitig der Hybridtrennkupplung 20 positioniert und mit dem Abtrieb 22 des Hybridfahrzeuges gekoppelt.
In 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Nach dem Start des Verfahrens, welches im Steuergerät 12 der Hydraulikeinrichtung 1 ausgeführt wird, wird im Block 100 die Zündung des Hybridfahrzeuges eingeschaltet (Klemme 15), wodurch das Verfahren gestartet und die Trennkupplungshydraulik auf ihre Funktion getestet wird. Im Block 110 wird das Zweiwegeventil 10 so geschaltet, dass der Kupplungsnehmerzylinder 21 mit der Hydraulikflüssigkeit 7 befüllt wird. Ein als Ablassventil dienendes weiteres Ventil 23 wird im Block 120 so geschaltet, dass ein Druck im Kupplungsnehmerzylinder 21 aufgebaut wird. Anschließend wird im Block 130 die Pumpe um 360°, also eine Umdrehung gedreht. Danach wird das von dem Drucksensor 14 ausgegebene Signal im Block 140 ausgewertet und mit einem maximalen Druckschwellwert verglichen (Block 140). Ist der maximale Druckschwellwert nicht erreicht, so wird im Block 160 eine Leckage erkannt. Das Hybridfahrzeug hat also die Leckageprüfung nicht bestanden und ist somit nicht fahrbereit.
Wurde im Block 140 der maximale Druckschwellwert erreicht, wird das zweite als Ablassventil ausgebildete Ventil 23 auf die elektrisch passive Stellung gesetzt (Block 150), wodurch der Druck im Kupplungsnehmerzylinder 21 abgebaut wird, indem die Hydraulikflüssigkeit 7 in den Getriebesumpf 13 zurückfließt. Im Block 170 wird der Druck durch den Drucksensor 14 wiederum gemessen und mit einem minimalen Druckschwellwert im Block 170 verglichen. Ist der minimale Druckschwellwert nicht erreicht, wird im Block 180 die Leckageprüfung als nicht bestanden bewertet und das Vorhandensein einer Leckage erkannt. Danach wird das Verfahren gestoppt. Wird im Block 170 der minimale Druckschwellwert erreicht, wird im Block 190 abgefragt, ob die Leckageprüfung wiederholt werden soll. Ist dies der Fall, wird zum Block 110 zurückgegangen und das Ventil 10 in eine elektrisch passive Stellung versetzt, welche den Pfad zum Kupplungsnehmerzylinder 21 freigibt. Soll die Leckageprüfung nicht wiederholt werden, so wird zum Block 200 weitergegangen, wo die Prüfung als bestanden abgeschlossen wird, da keine Leckage erkannt wurde. Das Fahrzeug ist somit betriebsbereit.
Zur Verdeutlichung des Verfahrens ist eine grafische Darstellung in 4 gezeigt. Dabei zeigt 4a den Drehwinkel φ der Pumpe 2 über der Zeit t, während in 4b der Druck p im Kupplungsnehmerzylinder 21 über der Zeit t dargestellt ist. Für diesen Zweck ist der Drucksensor 14 im Kupplungsnehmerzylinder 21 angeordnet. Während des Betriebes der Pumpe 2 wird nach jeder Umdrehung der Pumpe 2 der Druck p im Kupplungsnehmerzylinder 21 gemessen und geprüft, ob der maximale Druckschwellwert P1 überschritten wird. Nach Ablassen der Hydraulikflüssigkeit 7 aus dem Kupplungsnehmerzylinder 21 wird der Druck p wiederholt gemessen und mit einem minimalen Druckschwellwert P2 verglichen. Nur wenn der maximale und der minimale Druckschwellwert P1, P2 im Kupplungsnehmerzylinder 21 erreicht werden, kann erfolgreich darauf geschlossen werden, dass keine Leckage vorhanden ist.
Mithilfe eines solchen Diagnoseverfahrens werden bei erfolgreichem Test vier Teile der Hydraulikeinrichtung 21 gleichzeitig getestet, dies sind die Pumpe 2, das Ventil 10, das Ventil 23 und der Kupplungsnehmerzylinder 21, was ein besonders kostengünstiges Verfahren darstellt.
Bezugszeichenliste

1: Hydraulikeinrichtung
2: Pumpe
3: Kühlmittelleitung
4: Verbraucher
5: Aktuierungsleitung
6: Verbraucher
7: Hydraulikflüssigkeit
8: Parksperrenbetätiger
9: Parksperre
10: Zweiwege-Schaltventil
11: Elektromotor
12: Steuereinheit
13: Hydraulikmittelquelle
14: Drucksensor
15: Leistungselektronik
16: Hybridantriebssystem
17: Verbrennungsmotor
18: Elektromotor
19: Elektromotor
20: Hybridtrennkupplung
21: Kupplungsnehmerzylinder
22: Abtrieb
23: Ventil

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

WO 2017/206980 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Feststellung einer Leckage in einem eine Kupplung ansteuernden hydraulischen System eines Fahrzeuges, bei welchem ein Druck gemessen und mit einem Schwellwert verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Kupplung (20) betätigender Kupplungsnehmerzylinder (21) durch Betätigung einer Pumpe (2) mit einer Hydraulikflüssigkeit (7) befüllt wird und anschließend nach mindestens einer Umdrehung der Pumpe (2) der Druck im hydraulischen System gemessen und mit dem Schwellwert verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Befüllung des Kupplungsnehmerzylinders (21) ein Druck im Kupplungsnehmerzylinder (21) aufgebaut wird und der Druck im hydraulischen System gemessen und mit einem maximalen Druckschwellwert (P1) verglichen wird, wobei bei Unterschreitung eines maximalen Druckschwellwertes (P1) auf eine Leckage geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Ablassen der Hydraulikflüssigkeit (7) aus dem Kupplungsnehmerzylinder (21) der Druck im hydraulischen System gemessen und mit einem minimalen Druckschwellwert (P2) verglichen wird, wobei bei Unterschreitung eines minimalen Druckschwellwertes (P2) auf eine Leckage geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (2) nach der Befüllung oder dem Entleeren des Kupplungsnehmerzylinders (21) nur eine Umdrehung ausführt oder sich solange dreht, bis ein vorgegebener maximaler Druck erreicht ist.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck mit einem im hydraulischen System angeordneten Drucksensor (14) gemessen wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckprüfung bei Betriebsstart des Fahrzeuges ausgeführt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Pumpe (2) geförderte Hydraulikflüssigkeit (7) den Kupplungsnehmerzylinder (21) und einen Kühlkreislauf versorgt, wobei die als Reversierpumpe ausgebildete Pumpe (2) in einer ersten Drehrichtung den Kühlkreislauf mit der Hydraulikflüssigkeit (7) versorgt und in der anderen Drehrichtung den Druck zur Betätigung der Kupplung (20) durch Förderung der Hydraulikflüssigkeit (7) in dem Kupplungsnehmerzylinder (21) aufbaut.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der anderen Drehrichtung neben dem Kupplungsnehmerzylinder (21) ein Druck zur Betätigung einer Parksperre (9) bereitgestellt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kupplung eine Trennkupplung (20) in einem Hybridfahrzeug verwendet wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abschluss der Leckageprüfung eine nach „Zündung EIN“ eingeschaltete Getriebewarnlampe bei Feststellung einer Leckage dauerhaft weiter leuchtet, während diese ausgeschaltet wird, wenn keine Leckage vorliegt.