DE102020117415A1

DE102020117415A1 - Verfahren zur Kompensation eines thermisch bedingten Druckanstiegs in einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem, Computerprogrammprodukt und Hybridmodul

Info

Publication number: DE102020117415A1
Application number: DE102020117415.2A
Authority: DE
Inventors: Timo Enders; Ralf Mannsperger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation eines thermisch bedingten Druckanstiegs in einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem (1) eines Hybridmoduls (2) innerhalb eines Antriebsstrangs (3) eines Kraftfahrzeugs (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation eines thermisch bedingten Druckanstiegs in einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem eines Hybridmoduls innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt und ein Hybridmodul.
Ein Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges umfasst eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglicht - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben. Der Elektromotor von Hybridfahrzeugen ersetzt dabei meist den früher üblichen Starter für die Brennkraftmaschine und die Lichtmaschine, um eine Gewichtszunahme des Hybridfahrzeuges gegenüber Fahrzeugen mit üblichen Antriebssträngen zu reduzieren.
Wie aus der EP 0 773 127 A1 , DE 100 18 926 A1 und US 2007/0175726 A1 bekannt ist, kann zwischen Brennkraftmaschine und Elektromotor eine erste Kupplungsanordnung angeordnet sein, um die Brennkraftmaschine von dem Elektromotor und dem restlichen Antriebsstrang des Hybridfahrzeuges abzutrennen. Bei rein elektrischer Fahrt wird dann die erste Kupplungsanordnung geöffnet und die Brennkraftmaschine abgeschaltet, so dass das Abtriebsmoment des Hybridfahrzeuges alleine von dem Elektromotor aufgebracht wird.
Zur Betätigung derartiger Kupplungsanordnungen in Hybridfahrzeugen sind hydraulische Kupplungsbetätigungssysteme - auch als hydraulische Ausrücksysteme bezeichnet - bekannt, die in der Regel über einen Geberzylinder verfügen, der den am Geberzylinder erzeugten Druck über eine hydraulische Kupplungs-Hochdruckleitung an den Nehmerzylinder überträgt. Das hydraulische Kupplungsbetätigungssystem betätigt beispielsweise eine Reibungskupplung des Kupplungssystems hydraulisch durch Beaufschlagung des Geberzylinders.
Vermehrt kommen zur Betätigung derartiger Trennkupplungen in hybriden Antriebssträngen auch elektronische Pumpen-Aktuatoren (EPA) zum Einsatz, welche sowohl zur Kühlung der Elektromotoren, zur Schmierung von Lagern und/oder zur hydraulischen Betätigung von Kupplungen verwendet werden können, wobei für die verschiedenen Hydraulikkreisläufe bevorzugt das Getriebeöl als Hydraulikfluid für hydraulischen Steuerungsaufgaben verwendet wird.
Bei hoher Belastung des oder der Elektromotoren des Hybridfahrzeugs, kann sich das Getriebeöl, welches zur Kühlung der Elektromotoren verwendet wird, stark erwärmen. Aufgrund des kompakten Aufbaus von Hybridmodulen, in denen üblicherweise die Funktionsgruppen Elektromotor und Kupplungsanordnung integriert sind, kann sich ebenfalls das Hydraulikfluid in der hydraulischen Kupplungs-Hochdruckleitung erwärmen. Dies hat zur Folge, das bei konstant geschlossenem Zustand der Kupplung, der Kupplungsdruck durch das sich thermisch ausdehnende Hydraulikfluid ungewollt ansteigt. Ein dauerhaft hoher Druck im Hydrauliksystem der Kupplung kann jedoch die Bauteile unnötig belasten, was zu Verschleiß und verfrühtem Ausfall führen kann.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Kompensation eines thermisch bedingten Druckanstiegs in einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem eines Hybridmoduls innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Kompensation eines thermisch bedingten Druckanstiegs in einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem eines Hybridmoduls innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs , wobei das Hybridmodul umfasst:

• wenigstens einen Elektromotor der über einen von einem hydraulischen Pumpen-Aktuator gespeisten hydraulischen Kühlkreislauf mit einem Hydraulikfluid gekühlt ist, und
• eine hydraulische Kupplungs-Hochdruckleitung , die einen hydraulischen Nehmerzylinder mit dem elektronischen Pumpen-Aktuator verbindet, wobei
• in der hydraulischen Kupplungs-Hochdruckleitung ein Schaltventil zum Ablassen von Hydraulikfluid und wenigstens ein Sensor zur Messung des in der Kupplungs-Hochdruckleitung herrschenden hydraulischen Drucks vorgesehen ist,
• wobei der elektronische Pumpen-Aktuator, das Schaltventil und der Sensor mit einer elektronischen Steuereinheit gekoppelt sind, so dass Steuersignale von der elektronischen Steuereinheit an das Schaltventil und den elektronischen Pumpen-Aktuator sowie Sensorsignale von dem Sensor an die elektronische Steuereinheit übertragbar sind,
• wobei der elektronische Pumpen-Aktuator sowohl den hydraulischen Kühlkreislauf als auch die hydraulische Kupplungs-Hochdruckleitung aus einem gemeinsamen Hydraulik-Reservoir mit Hydraulikfluid speist,

a) Messung des hydraulischen Drucks in der Kupplungs-Hochdruckleitung mittels des Sensors ,
b) Übermittlung eines den hydraulischen Druck repräsentierenden Signals an die elektronische Steuereinheit ,
c) Vergleich des gemessenen hydraulischen Drucks mit einem ersten, in der elektronischen Steuereinheit gespeicherten Kalibrationsschwellenwert , und bei Vorliegen der Bedingung, dass der gemessene hydraulische Druck oberhalb des ersten Kalibrationsschwellenwerts liegt,
d) Erzeugung eines Steuersignals zum Öffnen des geschlossenen Schaltventils für eine erste, kalibrierbare und in der elektronischen Steuereinheit gespeicherten Zeitspanne und Übermittlung des Steuersignals an das Schaltventil ,
e) Messung und Übermittlung des hydraulischen Drucks in der Kupplungs-Hochdruckleitung mittels des Sensors nach der Übermittlung des Steuersignals an das Schaltventil ,
f) Vergleich des gemessenen hydraulischen Drucks mit einem zweiten, in der elektronischen Steuereinheit gespeicherten Kalibrationsschwellenwert , und bei Vorliegen der Bedingung, dass der gemessene hydraulische Druck oberhalb des zweiten Kalibrationsschwellenwerts liegt,
g) Erzeugung eines Steuersignals zum Öffnen des geschlossenen Schaltventils für eine weitere Zeitspanne , wobei diese der vorherigen Zeitspanne zuzüglich einer kalibrierbaren und in der elektronischen Steuereinheit gespeicherten Deltazeit entspricht, und Übermittlung des Steuersignals an das Schaltventil ,
h) Wiederholung der Verfahrensschritte e - g bis der gemessene hydraulische Druck unterhalb des zweiten Kalibrationsschwellenwerts liegt.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass eine unkontrollierte und ungewollte temperaturbedingte hydraulische Druckerhöhung in der hydraulischen Kupplungs-Hochdruckleitung kompensiert werden kann. Das schrittweise Vorgehen verhindert, dass aufgrund der trägen Hydraulikfluid-Säule in der hydraulischen Kupplungs-Hochdruckleitung zu viel Druck abgelassen wird und der elektronische Pumpenaktuator ungewollt Hydraulikfluid in die hydraulische Kupplungs-Hochdruckleitung nachpumpen muss. Hierdurch ist ein besonderes sicheres, wie auch energiesparend arbeitendes Temperatur-Kompensationsverfahren realisierbar.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.
Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.
In einem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können ein Elektromotor und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer Trennkupplung zum Einkuppeln des Elektromotors in und/oder Auskuppeln des Elektromotors aus dem Antriebsstrang, in einem Hybridmodul vorhanden sein.
Ein Hybridmodul kann je nach Eingriffspunkt des Elektromotors in den Antriebsstrang in die folgenden Kategorien P0-P4 eingeteilt werden:

P0: der Elektromotor ist vor der Brennkraftmaschine angeordnet und beispielsweise über einen Riemen mit der Brennkraftmaschine gekoppelt. Bei dieser Anordnung des Elektromotors wird dieser auch gelegentlich als Riemenstartergenerator (RSG) bezeichnet,
P1: der Elektromotor ist direkt hinter der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Anordnung des Elektromotors kann beispielsweise kurbelwellenfest vor der Anfahrkupplung erfolgen,
P2: der Elektromotor ist zwischen einer häufig als K0 bezeichneten Trennkupplung und der Anfahrkupplung aber vor dem Fahrzeuggetriebe im Antriebsstrang angeordnet,
P3: der Elektromotor ist im Fahrzeuggetriebe und/oder der Getriebeausgangswelle angeordnet,
P4: der Elektromotor ist an einer bestehenden oder separaten Fahrzeugachse angeordnet und
P5: der Elektromotor ist am oder im Fahrzeugrad angeordnet, beispielsweise als Radnabenmotor.

Bevorzugt ist das Hybridmodul als ein P1- oder P2-Hybridmodul ausgebildet.
Im Sinne dieser Anmeldung werden unter dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges alle Komponenten verstanden, die im Kraftfahrzeug die Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs generieren und über die Fahrzeugräder bis auf die Straße übertragen.
Eine Kupplungsanordnung hat die grundsätzliche Funktion, eine lösbare, kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen einer Kupplungseingangswelle und einer Kupplungsausgangswelle zur Übertragung eines Drehmoments herzustellen. Ein Kupplungssystem für Kraftfahrzeuge hat die Funktion, die antreibende Motorseite in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges schaltbar von der Getriebeseite zu kuppeln bzw. zu entkuppeln.
Man unterscheidet grundsätzlich manuell betriebene Kupplungssysteme und automatische Kupplungssysteme. Bei einem manuell betriebenen Kupplungssystem wird der ein- bzw. Auskupplungsvorgang manuell vom Fahrer, beispielsweise durch muskelbetriebene Betätigung eines Kupplungspedals ausgelöst und gesteuert. In automatischen Kupplungssystemen wird diese Steuerung und Betätigung durch eine elektronische Steuerung und Aktoren übernommen, so dass ein Eingreifen des Fahrers für einen Gangwechsel während der Fahrt nicht mehr erforderlich ist. Folglich besitzen automatische Kupplungssysteme in der Regel auch kein Kupplungspedal.
Ein hydraulisches Ausrücksystem verfügt in der Regel über einen Geberzylinder, der den am Geberzylinder erzeugten Druck über eine hydraulische Druckleitung an den Nehmerzylinder überträgt.
Gelegentlich wird der hydraulische Druck auch mittels eines sogg. Powerpacks bereitgestellt, welches aus einer Hydraulikpumpe und einem von der Hydraulikpumpe beaufschlagbaren hydraulischen Druckspeicher besteht. Hierbei kann dann eine Druckkammer des Nehmerzylinders beispielsweise auch von einem Geberzylinder, der mittels eines Elektromotors von einem Steuergerät gesteuert wird, oder von einer Hydraulikpumpe, gegebenenfalls unter Mitwirkung eines Druckspeichers, hydraulisch druckbeaufschlagt sein. In vorteilhafter Weise kann ein sogenanntes Powerpack eingesetzt werden, das über eine insbesondere zentrale Hydraulikpumpe und entsprechenden Ventilen mehrere Druckkreisläufe schaltet.
Der Nehmerzylinder überträgt mittels eines axial verlagerbaren Kolbens und unter Zwischenschaltung eines Kupplungsausrücklagers den hydraulischen Druck auf ein Hebelsystem, das beispielsweise durch eine Tellerfeder gebildet sein kann. Die Tellerfeder beaufschlagt eine drehfest und axial verlagerbar mit einem Kupplungsgehäuse verbundene Kupplungsdruckplatte und ist gegen eine fest mit dem Kupplungsgehäuse verbundene Anpressplatte verspannt. Zwischen Anpressplatte und Kupplungsdruckplatte ist eine Kupplungsscheibe mit einem Kupplungsbelag angeordnet, die je nach Verspannung zwischen Anpress- und Kupplungsdruckplatte einen Reibschluss bilden und die Reibungskupplung schließen oder bei Aufhebung des Reibschlusses öffnen.
Vollhydraulische Kupplungssysteme von Kraftfahrzeugen können mit einem Zentralausrücker ausgestattet sein, welcher häufig auch als Concentric Slave Cylinder (CSC) bezeichnet wird. Dieser kann insbesondere aus einem ringförmigen hydraulischen Zentralausrückerzylinder mit integriertem Ausrücklager bestehen, der in dem Kupplungsgehäuse bevorzugt zwischen dem Getriebe und der Kupplung mittig zur Getriebeeingangswelle angeordnet ist.
Die Hydraulikflüssigkeit hat in einem hydraulischen Ausrücksystem eines Kraftfahrzeugs die Funktion, Energie in Form von Druck möglichst verlustfrei beispielsweise innerhalb eines Kupplungssystems eines Fahrzeugs zu übertragen.
Die hydraulische Hochdruckleitung verbindet den Geberzylinder mit dem Nehmerzylinder des hydraulischen Ausrücksystems. Sie besteht in der Regel aus einem Schlauch und einem Stahlrohr oder aber vollständig aus Kunststoff. Bei der Verwendung eines an sich starren Stahlrohres ist zusätzlich ein flexibler Schlauch erforderlich, um Bewegungen zwischen dem Antriebsstrang und dem Chassis des Fahrzeuges auszugleichen.
Ein elektronischer Pumpen-Aktuator (EPA) umfasst bevorzugt eine Reversierpumpe, welche von einem Elektromotor angetrieben und über eine, bevorzugt am Elektromotor angeordnete Steuereinheit (ECU) angesteuert wird.
Eine Steuereinheit dient der insbesondere elektronischen Steuerung und/oder Reglung eines oder mehrerer technischer Systeme des Kraftfahrzeugs. Insbesondere kann eine Steuereinheit zur Steuerung und/oder Reglung eines oder mehrerer Hydraulikkreisläufe vorgesehen sein.
Eine Steuereinheit weist insbesondere einen kabelgebundenen oder kabellosen Signaleingang zum Empfang von insbesondere elektrischen Signalen, wie beispielsweise Sensorsignalen, auf. Ferner besitzt eine Steuereinheit ebenfalls bevorzugt einen kabelgebundenen oder kabellosen Signalausgang zur Übermittlung von insbesondere elektrischen Signalen, beispielsweise an elektrische Aktuatoren des Kraftfahrzeugs.
Innerhalb der Steuereinheit können Steuerungsoperationen und/oder Reglungsoperationen durchgeführt werden. Ganz besonders bevorzugt ist es, dass die Steuereinheit eine Hardware umfasst, die ausgebildet ist, eine Software auszuführen. Bevorzugt umfasst die Steuereinheit wenigstens einen elektronischen Prozessor zur Ausführung von in einer Software definierten Programmabläufen.
Die Steuereinheit kann ferner einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen die in den an die Steuereinheit übermittelten Signalen enthaltenen Daten gespeichert und wieder ausgelesen werden können.
Eine Steuereinheit kann eine Mehrzahl von Steuergeräten umfassen, welche insbesondere räumlich getrennt voneinander im Kraftfahrzeug angeordnet sind. Steuergeräte werden auch als Electronic Control Unit (ECU) oder Electronic Control Module (ECM) bezeichnet und besitzen bevorzugt elektronische Mikrocontroller zur Durchführung von Rechenoperationen zur Verarbeitung von Daten, besonders bevorzugt mittels einer Software. Die Steuergeräte können bevorzugt miteinander vernetzt sein, so dass ein kabelgebundener und/oder kabelloser Datenaustausch zwischen Steuergeräten ermöglicht ist. Insbesondere ist es auch möglich, die Steuergeräte über im Kraftfahrzeug vorhandene Bus-Systeme, wie beispielsweise CAN-Bus oder LIN-Bus, miteinander zu vernetzen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Sensor ein Drucksensor ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass der hydraulische Druck in der hydraulischen Kupplungs-Hochdruckleitung direkt und unmittelbar erfassbar ist. Ein Drucksensor, auch gelegentlich als elektronischer Druckmessumformer bezeichnet, erfasst die physikalische Messgröße Druck und wandelt diese in ein proportionales elektrisches und/oder elektromagnetisches Ausgangssignal um. Ein Drucksensor kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der piezoresistiven Drucksensoren, piezoelektrischen Drucksensoren, frequenzanalogen Drucksensoren, Drucksensoren mit Hallelement, kapazitiven Drucksensoren und/oder induktiven Drucksensoren.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass wenigstens ein Sensor ein Temperatursensor ist. Da die thermisch bedingte Druckerhöhung in der hydraulischen Kupplungs-Hochdruckleitung proportial zu einem Temperaturanstieg ist, kann auch über die Messung der Temperatur des Hydraulikfluids auf den in der hydraulischen Kupplungs-Hochdruckleitung herrschenden Druck geschlossen werden. Hierzu kann insbesondere eine temperaturabhängige Druckverlaufsfunktion in der Steuereinheit hinterlegt sein, mit der der Druckanstieg bei einer gemessenen Temperatur des Hydraulikfluids ermittelt werden kann. Ein Temperatursensor, auch gelegentlich als elektronischer Temperaturmessumformer bezeichnet, erfasst die physikalische Messgröße Temperatur und wandelt diese in ein proportionales elektrisches und/oder elektromagnetisches Ausgangssignal um. Ein Temperatursensor kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der temperaturabhängigen Widerstände, Halbleiter-Temperatursensoren, Schwingquarz-Temperatursensoren, pyroelektrischen Temperatursensoren, ferromagnetische Temperatursensoren und/oder faseroptische Temperatursensoren. Durch die Verwendung eines Temperatursensors kann ein kostengünstiges, indirektes Messverfahren zur Druckermittlung realisiert werden.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der hydraulische Nehmerzylinder als ein Zentralausrücker ausgebildet ist. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass ein sehr kompakter Aufbau der Kupplungsanordnung möglich wird.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der hydraulische Nehmerzylinder auf eine K0-Trennkupplung einwirkt.
Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass das Hybridmodul wenigstens zwei Elektromotoren aufweist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass sich das Hybridmodul besonders genau und effizient steuern lässt.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der erste Kalibrationsschwellenwert unterhalb eines maximal zulässigen Drucks eingestellt ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein hinreichend großer Druckabstand von einem - die Kupplung und die hydraulische Ausrückanordnung - schädigenden Maximaldruck definiert und gesichert eingehalten werden kann.
Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Übermittlung der Steuer- und Messignale über ein BUS-System erfolgt, wodurch eine besonders einfache Übermittlung der Signale erfolgen kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit Programmcode, der geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei das Hybridmodul umfasst:

• wenigstens einen Elektromotor der über einen von einem elektronischen Pumpen-Aktuator gespeisten hydraulischen Kühlkreislauf mit einem Hydraulikfluid gekühlt ist, und
• eine hydraulische Kupplungs-Hochdruckleitung, die einen hydraulischen Nehmerzylinder mit dem elektronischen Pumpen-Aktuator verbindet, wobei
• in der hydraulischen Kupplungs-Hochdruckleitung ein Schaltventil zum Ablassen von Hydraulikfluid und wenigstens ein Sensor zur Messung des in der Kupplungs-Hochdruckleitung herrschenden hydraulischen Drucks vorgesehen ist,
• wobei der elektronische Pumpen-Aktuator, das Schaltventil und der Sensor mit einer elektronischen Steuereinheit gekoppelt sind, so dass Steuersignale von der elektronischen Steuereinheit an das Schaltventil und den elektronischen Pumpen-Aktuator sowie Sensorsignale von dem Sensor an die elektronische Steuereinheit übertragbar sind,
• wobei der elektronische Pumpen-Aktuator sowohl den hydraulischen Kühlkreislauf als auch die hydraulische Kupplungs-Hochdruckleitung aus einem gemeinsamen Hydraulik-Reservoir mit Hydraulikfluid speist, wobei das Hybridmodul zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-8 ausgebildet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigen:

1 ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridmodul in einer schematischen Blockschaltansicht,
2 ein hydraulisches Blockschaltbild eines Hybridmoduls, und
3 Temperaturverlauf in der hydraulischen Kupplungs-Hochdruckleitung (oben) und zeitlicher Schaltzustandsverlauf des Steuerventils (unten).

Die Figur zeigt ein hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem 1 eines Hybridmoduls 2 innerhalb eines Antriebsstrangs 3 eines Kraftfahrzeugs 4. In dem gezeigten Beispiel ist das Hybridmodul als P1- oder P2-Hybridmodul ausgebildet.
Das Hybridmodul 2 wird anhand der 2 näher erläutert. Das Hybridmodul 2 umfasst zwei Elektromotoren 5 die über einen von einem hydraulischen Pumpen-Aktuator 11 gespeisten hydraulischen Kühlkreislauf 7 mit einem Hydraulikfluid 8 gekühlt ist. Der Pumpen-Aktuator 11 besitzt eine - nicht mit einem Bezugszeichen versehene -lokale Steuerung sowie einen Elektromotor, der die Pumpe 6 antreibt. Die Pumpe 6 besitzt, wie auch anhand des hydraulischen Schaltsymbols ersichtlich - zwei Förderrichtungen. In einer der Förderrichtungen, im gezeigten Beispiel links, wird der hydraulische Kühlkreislauf 7 von der Pumpe 6 mit einem Hydraulikfluid 8 beaufschlagt. In einer zweiten Förderrichtung, im gezeigten Beispiel rechts, wird eine hydraulische Kupplungs-Hochdruckleitung 9, die einen hydraulischen Nehmerzylinder 10 mit dem elektronischen Pumpen-Aktuator 11 verbindet, von der Pumpe 6 beaufschlagt. Der Nehmerzylinder 10 ist als Zentralausrücker (CSC) ausgebildet, der auf eine Trennkupplung des Hybridmoduls 2 einwirkt. Die Trennkupplung ist insbesondere konfiguriert, wenigstens einen der Elektromotoren 5 in den Antriebsstrang 3 des Kraftfahrzeugs 4 ein- bzw. auszukuppeln.
Der elektronische Pumpen-Aktuator 11 speist sowohl den hydraulischen Kühlkreislauf 7 als auch die hydraulische Kupplungs-Hochdruckleitung 9 aus einem gemeinsamen Hydraulik-Reservoir 16 mit Hydraulikfluid 8.
In der hydraulischen Kupplungs-Hochdruckleitung 9 ist ein Schaltventil 12 zum Ablassen von Hydraulikfluid 8 und wenigstens ein Sensor 13 zur Messung des in der Kupplungs-Hochdruckleitung 9 herrschenden hydraulischen Drucks 14 vorgesehen. Das Schaltventil 12 ist als Ablassventil ausgebildet, wobei das aus der Kupplungs-Hochdruckleitung 9 durch das Schaltventil 12 abgelassene Hydraulikfluid 8 in das Hydraulik-Reservoir 16 zurückgeführt wird.
Der elektronische Pumpen-Aktuator 11, das Schaltventil 12 und der Sensor 13 sind mit einer elektronischen Steuereinheit 15 gekoppelt, so dass Steuersignale von der elektronischen Steuereinheit 15 an das Schaltventil 12 und den elektronischen Pumpen-Aktuator 11 sowie Sensorsignale von dem Sensor 13 an die elektronische Steuereinheit 15 übertragbar sind.
Das Verfahren zur Kompensation eines thermisch bedingten Druckanstiegs in einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem 1 eines Hybridmoduls 2 innerhalb eines Antriebsstrangs 3 eines Kraftfahrzeugs 4 wird nachfolgend in einer Zusammenschau von 2 und 3 näher erläutert.
Die Messung des hydraulischen Drucks 14 in der Kupplungs-Hochdruckleitung 9 erfolgt mittels des Sensors 13, der als Drucksensor ausgebildet ist. Ein typischer Druckverlauf innerhalb der Kupplungs-Hochdruckleitung 9 im Betrieb des Hybridmoduls 2 ist in dem oberen Diagramm der 3 widergegeben. Man erkennt gut den Verlauf des hydraulischen Drucks 14 sowie den thermisch bedingten Druckanstieg. Liegt der gemessene hydraulische Druck 14 im Betrieb des Hybridmoduls 2 unterhalb eines ersten, in der elektronischen Steuereinheit 15 gespeicherten Kalibrationsschwellenwert 17, so ist das Schaltventil 12 geschlossen. In dem unteren Diagramm der 3 ist dieser Schaltzustand des Schaltventils 12 im Intervall a zu sehen.
Das den hydraulischen Druck 14 repräsentierende Signal wird an die elektronische Steuereinheit 15 übertragen. Hier erfolgt ein Vergleich des gemessenen hydraulischen Drucks 14 mit einem ersten, in der elektronischen Steuereinheit 15 gespeicherten Kalibrationsschwellenwert 17. Dieser liegt - wie anhand der 3, oberes Diagramm ersichtlich - unterhalb eines maximal zulässigen Drucks 22, bei dem die Bauteile des hydraulischen Ausrücksystems und des Kupplungssystems geschädigt werden könnten.
Bei Vorliegen der Bedingung, dass der gemessene hydraulische Druck 14 oberhalb des ersten Kalibrationsschwellenwerts 17 liegt, erfolgt die Erzeugung eines Steuersignals zum Öffnen des geschlossenen Schaltventils 12 für eine erste, kalibrierbare und in der elektronischen Steuereinheit 15 gespeicherten Zeitspanne 18. Das entsprechende Steuersignal wird an das Schaltventil 12 übermittelt, worauf das Schaltventil 12 für die Zeitspanne 18 öffnet und Hydraulikfluid 8 aus der hydraulischen Kupplungs-Hochdruckleitung 9 in das Hydraulik-Reservoir 16 ableitet. Nach Ablauf der Zeitspanne 18 wird das Schaltventil 12 wieder geschlossen. Dieser Zustand ist in dem unteren Diagramm mit dem Bezugszeichen b versehen.
Nach dem Schließen des Schaltventils 12 erfolgt erneut eine Messung und Übermittlung des hydraulischen Drucks 14 in der Kupplungs-Hochdruckleitung 9 mittels des Sensors 13. Hierzu wird eine vordefinierte Zeitdauer gewartet, um die sich einstellende Druckveränderung zu ermitteln. In der elektronischen Steuereinheit 15 wird dann ein Vergleich des gemessenen hydraulischen Drucks 14 mit einem zweiten, in der elektronischen Steuereinheit 15 gespeicherten Kalibrationsschwellenwert 19 vorgenommen, der unterhalb des ersten Kalibrationsschwellenwerts 17 liegt.
Bei Vorliegen der Bedingung, dass der gemessene hydraulische Druck 14 noch oberhalb des zweiten Kalibrationsschwellenwerts 19 liegt, erfolgt die Erzeugung eines Steuersignals zum erneuten Öffnen des geschlossenen Schaltventils 12 für eine weitere Zeitspanne 20. Diese zweite Zeitspanne entspricht der vorherigen Zeitspanne zuzüglich einer kalibrierbaren und in der elektronischen Steuereinheit 15 gespeicherten Deltazeit 21. Mit anderen Worten, die Öffnungszeit des Schaltventils 12 verlängert sich gegenüber der jeweils vorherigen Öffnungszeitspanne um den Betrag der Deltazeit 21. In einer ersten Schleife entspricht die Zeitspanne 20 der ersten Zeitspanne 18 zuzüglich der Deltazeit 21.
Es erfolgt dann eine Übermittlung des entsprechenden Steuersignals an das Schaltventil 12, worauf dieses für eine Zeitspanne 20 öffnet, welche um die Deltazeit 21 im Vergleich zu der vorherigen Öffnungszeit des Schaltventils 12 erhöht ist. Man erkennt anhand des unteren Diagramms der 3, welches den zeitlichen Verlauf der Schaltzustände des Schaltventils 12 zeigt, gut, wie sich die Öffnungszeiten des Schaltventils 12 mit jeder Druckmessung bzw. Messwertauswertung durch die elektronische Steuereinheit 15 verlängern.
Diese Druckmessung, die Auswertung der Druckmessergebnisse, sowie die schritweise verlängerung der Öffnungszeiten des Schaltventils 12 um den definierten Betrag der Deltazeit 21 werden solange widerholt, bis der gemessene hydraulische Druck 14 unterhalb des zweiten Kalibrationsschwellenwerts 19 liegt.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsbetätigungssystem
2: Hybridmoduls
3: Antriebsstrangs
4: Kraftfahrzeugs
5: Elektromotor
6: Pumpe
7: Kühlkreislauf
8: Hydraulikfluid
9: Kupplungs-Hochdruckleitung
10: Nehmerzylinder
11: Pumpen-Aktuator
12: Schaltventil
13: Sensor
14: Drucks
15: Steuereinheit
16: Hydraulik-Reservoir
17: Kalibrationsschwellenwert
18: Zeitspanne
19: Kalibrationsschwellenwert
20: Zeitspanne
21: Deltazeit
22: maximal zulässiger Druck
23: BUS

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0773127 A1 [0003]
DE 10018926 A1 [0003]
US 2007/0175726 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Kompensation eines thermisch bedingten Druckanstiegs in einem hydraulischen Kupplungsbetätigungssystem (1) eines Hybridmoduls (2) innerhalb eines Antriebsstrangs (3) eines Kraftfahrzeugs (4), wobei das Hybridmodul (2) umfasst: • wenigstens einen Elektromotor (5) der über einen von einem elektronischen Pumpen-Aktuator (11) gespeisten hydraulischen Kühlkreislauf (7) mit einem Hydraulikfluid (8) gekühlt ist, und • eine hydraulische Kupplungs-Hochdruckleitung (9), die einen hydraulischen Nehmerzylinder (10) mit dem elektronischen Pumpen-Aktuator (11) verbindet, wobei • in der hydraulischen Kupplungs-Hochdruckleitung (9) ein Schaltventil (12) zum Ablassen von Hydraulikfluid (8) und wenigstens ein Sensor (13) zur Messung des in der Kupplungs-Hochdruckleitung (9) herrschenden hydraulischen Drucks (14) vorgesehen ist, • wobei der elektronische Pumpen-Aktuator (11), das Schaltventil (12) und der Sensor (13) mit einer elektronischen Steuereinheit (15) gekoppelt sind, so dass Steuersignale von der elektronischen Steuereinheit (15) an das Schaltventil (12) und den elektronischen Pumpen-Aktuator (11) sowie Sensorsignale von dem Sensor (13) an die elektronische Steuereinheit (15) übertragbar sind, • wobei der elektronische Pumpen-Aktuator (11) sowohl den hydraulischen Kühlkreislauf (7) als auch die hydraulische Kupplungs-Hochdruckleitung (9) aus einem gemeinsamen Hydraulik-Reservoir (16) mit Hydraulikfluid (8) speist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) Messung des hydraulischen Drucks (14) in der Kupplungs-Hochdruckleitung (9) mittels des Sensors (13), b) Übermittlung eines den hydraulischen Druck (14) repräsentierenden Signals an die elektronische Steuereinheit (15), c) Vergleich des gemessenen hydraulischen Drucks (14) mit einem ersten, in der elektronischen Steuereinheit (15) gespeicherten Kalibrationsschwellenwert (17), und bei Vorliegen der Bedingung, dass der gemessene hydraulische Druck (14) oberhalb des ersten Kalibrationsschwellenwerts (17) liegt, d) Erzeugung eines Steuersignals zum Öffnen des geschlossenen Schaltventils (12) für eine erste, kalibrierbare und in der elektronischen Steuereinheit (15) gespeicherten Zeitspanne (18) und Übermittlung des Steuersignals an das Schaltventil (12), e) Messung und Übermittlung des hydraulischen Drucks (14) in der Kupplungs-Hochdruckleitung (9) mittels des Sensors (13) nach der Übermittlung des Steuersignals an das Schaltventil (12), f) Vergleich des gemessenen hydraulischen Drucks (14) mit einem zweiten, in der elektronischen Steuereinheit (15) gespeicherten Kalibrationsschwellenwert (19), und bei Vorliegen der Bedingung, dass der gemessene hydraulische Druck (14) oberhalb des zweiten Kalibrationsschwellenwerts (19) liegt, g) Erzeugung eines Steuersignals zum Öffnen des geschlossenen Schaltventils (12) für eine weitere Zeitspanne (20), wobei diese der vorherigen Zeitspanne zuzüglich einer kalibrierbaren und in der elektronischen Steuereinheit (15) gespeicherten Deltazeit (21) entspricht, und Übermittlung des Steuersignals an das Schaltventil (12), h) Wiederholung der Verfahrensschritte e) - g) bis der gemessene hydraulische Druck (14) unterhalb des zweiten Kalibrationsschwellenwerts (19) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (13) ein Drucksensor ist
Verfahren, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (13) ein Temperatursensor ist
Verfahren, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Nehmerzylinder (10) als ein Zentralausrücker ausgebildet ist.
Verfahren, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Nehmerzylinder (10) auf eine KO-Trennkupplung einwirkt
Verfahren, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul (2) wenigstens zwei Elektromotoren (5) aufweist.
Verfahren, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kalibrationsschwellenwert (17) unterhalb eines maximal zulässigen Drucks (22) eingestellt ist.
Verfahren, nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung der Steuer- und Messignale über ein BUS-System (23) erfolgt.
Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit Programmcode, der geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Hybridmodul (2) für einen Antriebsstrang (3) eines Kraftfahrzeugs (4), wobei das Hybridmodul (2) umfasst: • wenigstens einen Elektromotor (5) der über einen von einem elektronischen Pumpen-Aktuator (11) gespeisten hydraulischen Kühlkreislauf (7) mit einem Hydraulikfluid (8) gekühlt ist, und • eine hydraulische Kupplungs-Hochdruckleitung (9), die einen hydraulischen Nehmerzylinder (10) mit dem elektronischen Pumpen-Aktuator (11) verbindet, wobei • in der hydraulischen Kupplungs-Hochdruckleitung (9) ein Schaltventil (12) zum Ablassen von Hydraulikfluid (8) und wenigstens ein Sensor (13) zur Messung des in der Kupplungs-Hochdruckleitung (9) herrschenden hydraulischen Drucks (14) vorgesehen ist, • wobei der elektronische Pumpen-Aktuator (11), das Schaltventil (12) und der Sensor (13) mit einer elektronischen Steuereinheit (15) gekoppelt sind, so dass Steuersignale von der elektronischen Steuereinheit (15) an das Schaltventil (12) und den elektronischen Pumpen-Aktuator (11) sowie Sensorsignale von dem Sensor (13) an die elektronische Steuereinheit (15) übertragbar sind, • wobei der elektronische Pumpen-Aktuator (11) sowohl den hydraulischen Kühlkreislauf (7) als auch die hydraulische Kupplungs-Hochdruckleitung (9) aus einem gemeinsamen Hydraulik-Reservoir (16) mit Hydraulikfluid (8) speist dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridmodul (2) zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-8 ausgebildet ist.