DE102019115334A1

DE102019115334A1 - Verfahren zur Bestimmung einer Lebensdauer einer Mechanik eines Aktors, vorzugsweise eines Kupplungs- oder Getriebeaktors

Info

Publication number: DE102019115334A1
Application number: DE102019115334.4A
Authority: DE
Inventors: Erhard Hodrus
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-06-06
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2020-12-10
Also published as: KR20200140741A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Lebensdauer einer Mechanik eines Aktors, vorzugsweise eines Kupplungs- oder Getriebeaktors, bei welchem eine Aktorposition nach deren Verlieren der Aktorposition durch Anfahren eines Endanschlages der Mechanik des Aktors (1) referenziert wird. Bei einem Verfahren, bei welchem die Lebenszeit des Aktors zuverlässig bestimmt werden kann, erfolgt das Verlieren der Aktorposition durch eine Unterbrechung einer Versorgungsspannung zu dem Aktor (1), wobei die Aktorposition nach jeder Wiederherstellung einer Verbindung des Aktors (1) mit der Versorgungsspannung referenziert wird, wobei die Anzahl (NR) der Referenzierungen gezählt und bei Überschreitung eines Schwellwertes (S) durch die Anzahl der Referenzierungen (NR) auf ein Ende der Lebensdauer der Mechanik des Aktors (1) geschlossen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Lebensdauer einer Mechanik eines Aktors, vorzugsweise eines Kupplungs- oder Getriebeaktors, bei welchem eine Aktorposition nach deren Verlieren der Aktorposition durch Anfahren eines Endanschlages der Mechanik des Aktors referenziert wird.
Aus der DE 10 2016 204 890 A1 ist ein Verfahren zum justierten Befestigen einer Magnetsensorvorrichtung an einem Aktuator bekannt. Die Magnetsensorvorrichtung weist ein Gebermodul mit wenigstens einem Permanentmagneten sowie ein Sensormodul mit einem ersten Sensor zur Drehwinkelmessung und einem zweiten Sensor zur Umdrehungszählung auf. Insbesondere der Sensor zur Zählung der Umdrehungen verliert nach Trennen des Aktors von einer Spannungsversorgung seine Information für die nächste Versorgungsphase. Deshalb ist nach dem Trennen des Aktors von der Versorgungsspannung ein Referenzieren mit Plausibilisieren notwendig, um das entsprechende Positionssignal des Aktors mit der realen Aktormechanik abzugleichen.
Aus der noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen DE 10 2017 127 939.3 ist ein Verfahren zum Lernen der Position eines eine Parksperre betätigenden Aktors bekannt, bei welchem die Aktorposition mit einem Relativwertgeber ermittelt wird, wobei der Aktor zwischen zwei Endanschlägen verfahren wird. Zum Lernen der Position wird diese referenziert und anschließend plausibilisiert, wobei zur Referenzierung der Position des Aktors der eine Endanschlag angefahren und detektiert wird und zur Plausibilisierung der referenzierten Position des Aktors dieser in Richtung des gegenüberliegenden Endanschlages verfahren wird. Ein solches Referenzieren und Plausibilisieren muss nach jedem Trennen des Aktors von der Spannungsversorgung durchgeführt werden.
Das Referenzieren, also das mechanische Ertasten des Endanschlages, kann nur mit einer definierten begrenzten Häufigkeit durchgeführt werden, da der Endanschlag nicht dauerhaft fest ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung einer Lebensdauer einer Mechanik eines Aktors anzugeben, mit welchem die Lebensdauer der Mechanik des Aktors zuverlässig bestimmt werden kann.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Verlieren der Aktorposition durch eine Unterbrechung einer Versorgungsspannung zu dem Aktor erfolgt, wobei die Aktorposition nach jeder Wiederherstellung einer Verbindung des Aktors mit der Versorgungsspannung referenziert wird, wobei die Anzahl der Referenzierungen gezählt und bei Überschreitung eines Schwellwertes durch die Anzahl der Referenzierungen auf ein Ende der Lebensdauer der Mechanik des Aktors geschlossen wird. Somit kann die Lebensdauer des Aktors zuverlässig überwacht werden, da durch Abriebpartikel und Ausbruchspartikel in der Mechanik des Aktors auch andere Bauteile des Systems beschädigt werden können. Die Überwachung der Anzahl der durchgeführten Referenzierungen ist außerdem notwendig, da in einigen Fällen der Drehwinkel beim Aufwachen des Aktors zu stark von dem hinterlegten Referenzwinkel abweicht oder die Plausibilisierung fehlschlägt. Zudem kann das Trennen der Versorgungsspannung in Zündung-EIN-Phasen erfolgen.
Vorteilhafterweise wird eine aktuelle Anzahl der Referenzierungen nicht-flüchtig abgespeichert. Somit kann jederzeit auf die aktuelle Anzahl der Referenzierungen zurückgegriffen werden und die Lebensdauer des Aktors abgeschätzt werden.
In einer Ausgestaltung erfolgt die nicht-flüchtige Abspeicherung der aktuellen Anzahl der Referenzierungen nach jeder Wiederherstellung der Verbindung des Aktors mit der Versorgungsspannung im nicht-flüchtigen Speicher des Aktors oder eines Steuergerätes. Dabei kann der nicht-flüchtige Speicher so verbaut werden, dass er entweder im Aktor selbst, im Aktorsteuergerät oder in einem übergeordneten Steuergerät angeordnet ist.
In einer Variante wird die aktuelle Anzahl der Referenzierungen nach jeder Wiederherstellung der Verbindung des Aktors mit der Versorgungsspannung an ein übergeordnetes Steuergerät gemeldet. Damit wird sichergestellt, dass die Anzahl der Referenziervorgänge beim abrupten Trennen der Versorgungsspannung vom Aktor nicht verlorengeht, da in diesem Fall ein Ablegen der Anzahl der Referenzierungen in einen nicht-flüchtigen Speicher nicht immer möglich ist.
In einer Alternative wird nach einer Referenzierung die Speicherung der aktuellen Anzahl der Referenzierungen zusätzlich zum Abstellen des Aktors erzwungen. Damit wird ein Verlorengehen der aktuellen Anzahl der Referenzierungen sicher verhindert. Die Anzahl der Referenzierung ist dabei relativ klein im Gegensatz zu den erwarteten Zündungszyklen, so dass die dadurch erwartete Reduktion der Lebensdauer des nicht-flüchtigen Speichers erträglich erscheint.
In einer Ausführungsform wird bei Überschreitung des Schwellwertes durch die aktuelle Anzahl der Referenzierungen eine Fehlermeldung durch einen Fehlerspeichereintrag bereitgestellt. Dadurch kann bei einer Diagnose in einer Werkstatt jederzeit festgestellt werden, ob der Aktor noch ausreichend betriebsfähig ist.
In einer weiteren Ausgestaltung wird der Aktor nach Bereitstellung des Fehlerspeichereintrages ausgetauscht. Mit dem Erreichen der Schwelle wird das Erreichen der Aktorlebenszeit signalisiert. Dabei wird davon ausgegangen, dass Abriebpartikel und Ausbruchspartikel in der Mechanik des Aktors in ausreichendem Maße andere Bauteile des Aktorsystems so beeinflusst haben, das Beschädigungen dieser Bauteile erwartet werden.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung in Form eines hydraulilschen Kupplungsaktors 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Der hydraulische Kupplungsaktor 1 umfasst ein Steuergerät, das einen Elektromotor zur Betätigung des Kupplungsaktors 1ansteuert. Das Steuergerät 2 ist als Modul ausgebildet, welches mit einem Hydraulikmodul 3 verbunden ist. Bei einer Lageveränderung des Kupplungsaktors 1 ist eine Spindel 4 entlang eines axialen Aktorweges beidseitig bewegbar. Die Spindel 4 wird von dem Elektromotor angetrieben, der einen Stator 5 aufweist. Innerhalb des Stators 5 ist zentrisch eine Rotorwelle 6 gelagert, die über ein nicht weiter gezeigtes Planetenwälzgetriebe mit der Spindel 4 in Eingriff steht. Das Planetenwälzgetriebe ist von einer Hülse 7 ummantelt. An der dem Steuergerät 2 abgewandten Seite 4 der Spindel 4 ist ein Druckstück 8 befestigt, welches auf ein nicht weiter dargestelltes Element einer hydraulischen Strecke, wie einen Geberzylinder, wirkt. Zwischen dem Druckstück 8 und dem Hydraulikmodul 3 erstreckt sich ein Faltenbalg 9, der den Kupplungsaktor 1 vor Verschmutzung schützt. Der Rotorwelle 6 gegenüberliegend ist ein Rotorlagesensor 10 angeordnet.
In dem Steuergerät 2 ist ein Verfahren abgespeichert, mittels welchem eine Lebensdauer des Kupplungsaktors 1 überwacht wird. Da der Rotorlagesensor 10 in Form des Single-Turn-Sensors bei Unterbrechung einer Spannungsversorgung seine Positionsinformation verliert, wird nach jeder Wiederherstellung der Spannungsversorgung die Position des Kupplungsaktors 1 referenziert, wobei der Kupplungsaktor 1 gegen einen Endanschlag verfahren wird. Zur genauen Bestimmung der Lebensdauer des Kupplungsaktors 1 wird die Anzahl der Referenzierungen überwacht. Dabei wird jede Referenzierung, die nach einer Wiederherstellung einer Spannungsversorgung des Kupplungsaktors 1 durchgeführt wird, gezählt. Die Anzahl N_R der Referenzierungen über der Zeit t wird mit einem Schwellwert S verglichen, der in dem Kupplungsaktor 1 abgespeichert ist. Überschreitet die Anzahl N_R der Referenzierungen den Schwellwert S, so wird darauf geschlossen, dass der Kupplungsaktor 1 das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat (2).
Um die aktuelle Anzahl N_RA der Referenzierungen während der Lebensdauer des Kupplungsaktors 1 ständig abrufen zu können, wird nach jeder Referenzierung die aktuelle Anzahl N_RA in einem nicht-flüchtigen Speicher des Kupplungsaktors 1 oder eines Steuergerätes abgelegt. Somit kann die aktuelle Anzahl N_RA der Referenzierungen jederzeit während des Betriebes des Kupplungsaktors 1 abgefragt werden. Diese Abfrage erfolgt vorzugsweise in einer Diagnose. Um zu verhindern, dass bei einem abrupten Abschalten der Spannungsversorgung die Abspeicherung im nicht-flüchtigen Speicher fehlschlägt, wird die aktuelle Anzahl N_RA der Referenzierungen an ein übergeordnetes Steuergerät gemeldet. Alternativ kann nach einem Referenzieren die Speicherung der aktuellen Anzahl N_RA der Referenzierungen zusätzlich zum Abstellen des Kupplungsaktors 1 erzwungen werden. Auch dadurch wird sichergestellt, dass die aktuellen Anzahl N_RA der Referenzierungen nicht verlorengeht.
Wird festgestellt, dass die Anzahl N_AR der Referenzierungen den Schwellwert S überschritten hat, dann wird das Erreichen der Aktorlebenszeit durch eine Fehlermeldung in einem Fehlerspeichereintrag signalisiert. In diesem Fall sollte der Kupplungsaktor 1 ausgetauscht werden, da durch Abriebpartikel und Ausbruchspartikel andere Bauteile des Aktorsystems in Mitleidenschaft gezogen werden können.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsaktor
2: Steuergerät
3: Hydraulikmodul
4: Spindel
5: Stator
6: Rotor
7: Hülse
8: Druckstück
9: Faltenbalg
10: Rotorlagesensor

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 102016204890 A1 [0002]
DE 102017127939 [0003]

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer Lebensdauer einer Mechanik eines Aktors, vorzugsweise eines Kupplungs- oder Getriebeaktors, bei welchem eine Aktorposition nach deren Verlieren der Aktorposition durch Anfahren eines Endanschlages der Mechanik des Aktors (1) referenziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlieren der Aktorposition durch eine Unterbrechung einer Versorgungsspannung zu dem Aktor (1) erfolgt, wobei die Aktorposition nach jeder Wiederherstellung einer Verbindung des Aktors (1) mit der Versorgungsspannung referenziert wird, wobei die Anzahl (N_R) der Referenzierungen gezählt und bei Überschreitung eines Schwellwertes (S) durch die Anzahl (N_R) der Referenzierungen auf ein Ende der Lebensdauer der Mechanik des Aktors (1) geschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine aktuelle Anzahl (N_RA) der Referenzierungen nicht-flüchtig abgespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-flüchtige Abspeicherung der aktuellen Anzahl (N_RA) der Referenzierungen nach jeder Wiederherstellung der Verbindung des Aktors (1) mit der Versorgungsspannung im nicht-flüchtigen Speicher des Aktors (1) oder eines Steuergerätes (2) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Anzahl (N_RA) der Referenzierungen nach jeder Wiederherstellung der Verbindung des Aktors (1) mit der Versorgungsspannung an ein übergeordnetes Steuergerät gemeldet wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Referenzierung die Speicherung der aktuellen Anzahl (N_RA) der Referenzierungen zusätzlich zum Abstellen des Aktors (1) erzwungen wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung des Schwellwertes (S) durch die aktuelle Anzahl (N_R) der Referenzierungen eine Fehlermeldung durch einen Fehlerspeichereintrag bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (1) nach Bereitstellung des Fehlerspeichereintrages ausgetauscht wird.