DE102021120782A1 - Hydraulikanordnung, Verfahren zur Steuerung einer Hydraulikanordnung, Steuereinheit und Computerprogrammprodukt - Google Patents

Hydraulikanordnung, Verfahren zur Steuerung einer Hydraulikanordnung, Steuereinheit und Computerprogrammprodukt Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung (1) zur Aktuierung hydraulischer Verbraucher (13,16) sowie zur Kühlung von Wärmequellen (4) und/oder Schmierung von Bauteilen, insbesondere innerhalb eines Antriebsstrangs (5) eines Kraftfahrzeugs (6), umfassend eine Reversierpumpe (7), mittels derer ein Hydraulikmedium (8) in entgegengesetzten Förderrichtungen gefördert werden kann, und die Reversierpumpe (7) einen ersten Pumpenanschluss (9) und einen zweiten Pumpenanschluss (10) aufweist, wobei der erste Pumpenanschluss (9) an einen ersten Hydraulikpfad (11) zur Kühlung einer Wärmequelle (4), angeschlossen ist und/oder der zweite Pumpenanschluss (10) mit einem zweiten Hydraulikpfad (12) zur hydraulischen Aktuierung eines ersten hydraulischen Verbrauchers (13) und mit einem dritten Hydraulikpfad (14) zur hydraulischen Aktuierung eines zweiten hydraulischen Verbrauchers (16) verbunden ist, wobei in dem zweiten Hydraulikpfad (12) ein erstes Sensorsignal (21) bereitstellender erster Sensor (17) zur Detektion eines ersten hydraulischen Drucks innerhalb des zweiten Hydraulikpfads (12) und/oder in dem dritten Hydraulikpfad (14) ein zweites Sensorsignal (22) bereitstellender zweiter Sensor (18) zur Detektion eines zweiten hydraulischen Drucks innerhalb des zweiten Hydraulikpfads (12) vorhanden ist, wobei die Reversierpumpe (7) und/oder der erste Sensor (17) und/oder der zweite Sensor (18) mit einer Steuereinheit (20) verbunden sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikanordnung zur Aktuierung hydraulischer Verbraucher, sowie zur Kühlung von Wärmequellen und/oder Schmierung von Bauteilen, insbesondere innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Reversierpumpe, mittels derer ein Hydraulikmedium in entgegengesetzten Förderrichtungen gefördert werden kann, und die Reversierpumpe einen ersten Pumpenanschluss und einen zweiten Pumpenanschluss aufweist, wobei der erste Pumpenanschluss an einen ersten Hydraulikpfad zur Kühlung einer Wärmequelle, angeschlossen ist und/oder der zweite Pumpenanschluss mit einem zweiten Hydraulikpfad zur hydraulischen Aktuierung eines ersten hydraulischen Verbrauchers und mit einem dritten Hydraulikpfad zur hydraulischen Aktuierung eines zweiten hydraulischen Verbrauchers verbunden ist, wobei in dem zweiten Hydraulikpfad ein erstes Sensorsignal bereitstellender erster Sensor zur Detektion eines ersten hydraulischen Drucks innerhalb des zweiten Hydraulikpfads und/oder in dem dritten Hydraulikpfad ein zweites Sensorsignal bereitstellender zweiter Sensor zur Detektion eines zweiten hydraulischen Drucks innerhalb des zweiten Hydraulikpfads vorhanden ist, wobei die Reversierpumpe und/oder der erste Sensor und/oder der zweite Sensor mit einer Steuereinheit verbunden sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung einer Hydraulikanordnung, eine Steuereinheit und ein Computerprogrammprodukt.
  • 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 allein von dem Elektromotor aufgebracht wird.
  • Zur Betätigung derartiger Kupplungsanordnungen in Hybridfahrzeugen sind hydraulische Kupplungsbetätigungssysteme - auch als hydraulische Ausrücksysteme bezeichnet - bekannt. 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. Diese Pumpen-Aktuatoren werden gelegentlich als Reversierpumpe bezeichnet, da sie in zwei Drehrichtungen betrieben werden können.
  • Derartige Pumpen-Aktuatoren werden häufig als kommutierte bürstenlose Synchronelektromotoren ausgeführt. Damit die Kommutierung eines bürstenlosen Synchronelektromotors fehlerfrei funktioniert, gibt es mehrere Konzepte. Eines davon arbeitet mit mindestens einem Hallsensor zur Erfassung des Lagewinkels des mit Permanentmagneten bestückten Rotors. In einer besonderen Ausgestaltung dieses Konzeptes ist der Hallsensor auf einer Platine bestückt und der Motor, inklusive Rotor, wird bei der Produktion zusammengebaut. Bei diesem Zusammenbau ergeben sich Toleranzen auf den Mittelpunkt des Hallsensors, den Abstand und den Winkel der Drehachse des Rotors zur Oberfläche des Hallsensors. Die mechanischen Toleranzen führen zu Verzerrungen des Sinus-Cosinus-Signals des Hallsensors bei einer konstanten Drehbewegung des Rotors. Diese Verzerrungen werden in der Regel mit Hilfe einer in der Steuerung vorhandenen Software ausgeglichen, so dass bei jedem produzierten Bauteil ein gleiches Signal zur Auswertung der zeitlich korrekten Winkellage des Rotors zur Verfügung steht.
  • Die Daten zur Kompensation von Toleranzen werden hierzu üblicherweise in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt. Hierbei kann es in seltenen Fällen vorkommen, dass Daten falsch gespeichert werden, sich im Betrieb ungewollt verändern, beschädigt oder gar gelöscht werden. Das Sinus- / Cosinus-Signal kann bei Eintritt derartiger Ereignisse nicht mehr korrigiert werden und die Motorkommutierung kann als Folge davon fehlerhaft sein. Insbesondere kann die Drehrichtung des Rotors ungewollt vertauscht sein, ohne dass die motorbezogene Sensierung dies erkennt.
  • Üblicherweise ergibt sich also nach der Montage von Elektromotor und Sensor-Platine sich ein Offsetwinkel zwischen dem Sensormagnet und den Phasen des Elektromotors. Nach der Montage wird dieser Winkel mit einer Softwarefunktion in der Steuereinheit eingelernt. Der Offsetwinkel und wird in einem nichtflüchtigen Speicher auf dem Steuergerät abgespeichert. Es kann jedoch bei der Ausgestaltung derartiger Serien von Pumpen-Aktuatoren selbst bei gleichem mechanischen und elektrischen Aufbau von Elektromotor und Sensorik sowie mit einer gleichen Ansteuerungslogik, welche aber von unterschiedlichen Herstellen geliefert werden, dazu kommen, dass der Offsetwinkel und weitere Daten im nichtflüchtigen Speicher verloren gehen. Der Speicher kann dabei durch bisher unbekannte Fehler im Speichermanagement gelöscht werden. Ohne den richtigen Offsetwinkel und weitere Korrekturfaktoren kann der Elektromotor aber nicht richtig angesteuert werden. Es kann auch in diesem Szenario dazu kommen, dass die Drehrichtung des kommutierten Elektromotors falsch ist. Das wiederum führt dazu, dass die falsche Funktion ausgeführt wird. Z.B. die Kupplung geschlossen wird anstatt zu eine Kühlung der elektrischen Maschine im Antriebsstrang des Fahrzeugs zu bewirken.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher diese bekannten Nachteile aus dem Stand der Technik zu reduzieren oder vollständig zu vermeiden und eine Hydraulikanordnung bereitzustellen, die eine verbesserte Sicherheit gegen einen unbeabsichtigten Drehrichtungswechsel einer Reversierpumpe bereitstellt. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Steuerung einer Hydraulikanordnung bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Hydraulikanordnung zur Aktuierung hydraulischer Verbraucher, sowie zur Kühlung von Wärmequellen und/oder Schmierung von Bauteilen, insbesondere innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Reversierpumpe, mittels derer ein Hydraulikmedium in entgegengesetzten Förderrichtungen gefördert werden kann, und die Reversierpumpe einen ersten Pumpenanschluss und einen zweiten Pumpenanschluss aufweist, wobei der erste Pumpenanschluss an einen ersten Hydraulikpfad zur Kühlung einer Wärmequelle, angeschlossen ist und/oder der zweite Pumpenanschluss mit einem zweiten Hydraulikpfad zur hydraulischen Aktuierung eines ersten hydraulischen Verbrauchers und mit einem dritten Hydraulikpfad zur hydraulischen Aktuierung eines zweiten hydraulischen Verbrauchers verbunden ist, wobei in dem zweiten Hydraulikpfad ein erstes Sensorsignal bereitstellender erster Sensor zur Detektion eines ersten hydraulischen Drucks innerhalb des zweiten Hydraulikpfads und/oder in dem dritten Hydraulikpfad ein zweites Sensorsignal bereitstellender zweiter Sensor zur Detektion eines zweiten hydraulischen Drucks innerhalb des zweiten Hydraulikpfads vorhanden ist, wobei die Reversierpumpe und/oder der erste Sensor und/oder der zweite Sensor mit einer Steuereinheit verbunden sind, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, zum Betriebsstart der Reversierpumpe diese so anzusteuern, dass das Hydraulikmedium durch den ersten Pumpenanschluss in den ersten Hydraulikpfad gefördert und das erste Sensorsignal und/oder das zweite Sensorsignal überwacht wird und bei einem durch das erste und/oder zweite Sensorsignal, repräsentierten Druckanstieg jeweils über einen vordefinierten Schwellenwert, ein eine Fehlfunktion der Reversierpumpe repräsentierendes Steuerungssignal von der Steuereinheit erzeugt wird.
  • Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass ein frühzeitiges Erkennen einer falschen Drehrichtung der Reversierpumpe in der Hydraulikanordnung erkannt werden kann. Zur Erkennung, ob die Drehrichtung der Reversierpumpe richtig ist, wird sich somit nicht allein auf die Drehzahl und Drehrichtung aus der Motorkommutierung verlassen, sondern es werden zusätzlich auch die systembedingten zusätzlichen Sensoren ausgewertet. Wenn nun die Steuerungs- bzw. Regelungsvorgabe des Systems ist, eine Kühlung der elektrischen Maschine zu bewirken, darf der Kupplungsdruck sich nicht erhöhen. Andernfalls kann ein Rückschluss auf einen verlorenen Offsetwert hergestellt werden.
  • Die Reversierpumpe umfasst besonders bevorzugt einen kommutierten bürstenlosen Synchron-Elektromotor, welcher in zwei Drehrichtungen betreibbar ist. Besonders bevorzugt treibt der kommutierte bürstenlose Synchron-Elektromotor eine Zahnradpumpe an. Die Zahnradpumpe wirkt somit insbesondere bevorzugt in beide Drehrichtungen und kann hierdurch für die Bereitstellung mehrerer Funktionen verwendet werden.
  • So ist es beispielsweise bei einer Anwendung einer erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung in einem Hybridmodul eines Kraftfahrzeugs denkbar, dass in einer negativen Drehrichtung ein Hydraulikmedium, wie beispielsweise ein Öl, zum Kühlen eines Getriebes und/oder einer elektrischen Maschine gepumpt wird, während in der positiven Drehrichtung beispielsweise eine Parksperre und/oder eine Kupplung aktuiert werden. Diese Funktionen sollten aus sicherheitstechnischen Erwägungen nicht vertauscht werden. So kann beispielsweise ein ungewolltes Kupplungsschließen eine ungewollte Beschleunigung des Fahrzeugs verursachen. Ein ungewolltes Auslegen der Parksperre kann dazu führen, dass das Fahrzeug nicht mehr gegen Rollen gesichert ist.
  • In der erfindungsgemäßen Hydraulikanordnung werden daher in den verschiedenen hydraulischen Pfaden zum Kühlen einer Wärmequelle und hydraulischen Aktuierung von hydraulischen Verbrauchern Sensoren vorgesehen, die insbesondere bevorzugt mittels einer in der Steuereinheit vorgesehenen Softwarelogik ausgewertet werden können. Diese Kombination von Sensordaten kann dazu verwendet werden, die Drehrichtung des Aktormotors der Reversierpumpe zu plausibilisieren.
  • Ein hydraulischer Verbraucher kann beispielsweise ein Geberzylinder oder ein Nehmerzylinder einer hydraulischen Kupplungsbetätigung, einer Bremseinrichtung und/oder einer Parksperre sein.
  • Zunächst werden nachfolgend die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
  • Besonders bevorzugt ist die Hydraulikanordnung für eine Verwendung in einem hybriden oder vollelektrisch betriebenen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.
  • 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.
  • 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.
  • Eine Steuereinheit, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, 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 oder hydraulischer Verbraucher 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 oder elektrische Verbraucher 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. Ferner kann die Steuereinheit einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen Daten veränderbar und/oder unveränderbar gespeichert 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.
  • Ganz besonders bevorzugt ist die Hydraulikeinrichtung für eine Verwendung in einem Hybridmodul vorgesehen. 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.
  • Besonders bevorzugt ist das Hybridmodul als ein P1, P2 oder P3-Hybridmodul konfiguriert.
  • Hierbei ist die Wärmequelle insbesondere eine elektrische Maschine des Hybridmoduls. Die hydraulischen Verbraucher können beispielsweise eine Trennkupplung oder eine Parksperre sein.
  • Ferner ist es ebenfalls möglich, die Hydraulikanordnung in einem elektrisch betreibbaren, insbesondere auch mehrgängigen Achsantriebsstrang zu verwenden. Besonders bevorzugt weist ein derartiger mehrgängiger Achsantriebsstrang wenigstens ein erstes Kupplungssystem zur Betätigung wenigstens einer Gangwahlvorrichtung des elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrangs auf.
  • Ein elektrischer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfasst eine elektrische Maschine und eine Getriebeanordnung, wobei die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung eine bauliche Einheit bilden. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung der Getriebeanordnung gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet.
  • Insbesondere ist die elektrische Maschine insbesondere eines Hybridmoduls oder insbesondere eines elektrischen Achsantriebsstrangs so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist die elektrische Maschine eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.
  • Die Getriebeanordnung des elektrischen Achsantriebsstrangs ist insbesondere mit der elektrischen Maschine koppelbar, welche zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, sodass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird. Besonders bevorzugt ist die Getriebeanordnung mehrgängig und schaltbar ausgeführt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Steuerungssignal ein Abschalten der Reversierpumpe bewirkt, wodurch eine unbeabsichtigtes Systemverhalten, wie die ungewollte Aktuierung der hydraulischen Verbraucher, vermieden wird.
  • Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der erste hydraulische Verbraucher eine Kupplungsvorrichtung ist. Diese Kupplungsvorrichtung kann beispielsweise bei einer Verwendung der Hydraulikvorrichtung in einem Hybridmodul als Trennkupplung und bei einer Verwendung in einem mehrgängigen Achsantriebsstrang als Bremse einer Gangwahlvorrichtung ausgebildet sein. Bei der Bremse stützt sich dann ein Kupplungspartner gegen eine drehfeste Struktur ab.
  • Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der zweite hydraulischer Verbraucher eine Parksperre ist. Die Parksperre kann insbesondere in einem Hybridmodul oder einem elektrischen Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet sein und das Fahrzeug gegen ein unbeabsichtigtes Wegrollen sichern.
  • Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Wärmequelle eine elektrische Maschine ist, wie sie beispielsweise in Hybridmodulen oder elektrischen Achsantriebssträngen verwendet wird. Die elektrische Maschine kann insbesondere auch Kühlkanäle aufweisen, die von einem Hydraulikmedium durchströmbar sind.
  • Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass das Steuerungssignal einen Betrieb der elektrischen Maschine in einem Notfallmodus mit einer gegenüber dem Normalbetrieb reduzierten Nennleistung bewirkt. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die elektrische Maschine noch mit einer geringen Leistung betrieben und so beispielsweise ein Fahrzeug noch, wenn auch mit geringer Geschwindigkeit, bewegt werden kann.
  • In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der erste Sensor und/oder der zweite Sensor Wegsensoren sind/ist, die so konfiguriert sind/ist, dass sie/er eine Aktuierung eines Bauteils eines hydraulischen Verbrauchers, detektieren/detektiert. Beispielsweise können die Sensoren als Hall-Sensoren ausgebildet sein. Natürlich ist es auch möglich, den hydraulischen Druck auch direkt über entsprechende Drucksensoren zu ermitteln.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer Hydraulikanordnung, insbesondere einer Hydraulikanordnung nach einem der Ansprüche 1-7, umfassend die folgenden Schritte:
    • • Betriebsstart einer Reversierpumpe durch Ansteuerung mit einer Steuereinheit, so dass ein Hydraulikmedium durch einen ersten Pumpenanschluss der Reversierpumpe in einen ersten Hydraulikpfad gefördert wird
    • • Überwachung eines ersten Sensorsignals eines ersten Sensors zur Detektion eines ersten hydraulischen Drucks innerhalb eines zweiten Hydraulikpfads und/oder Überwachung eines zweiten Sensorsignals eines zweiten Sensors zur Detektion eines zweiten hydraulischen Drucks innerhalb eines zweiten Hydraulikpfads,
    • • Erzeugung eines eine Fehlfunktion der Reversierpumpe repräsentierenden Steuerungssignals durch die Steuereinheit bei einem durch das erste und/oder zweite Sensorsignal, repräsentierten Druckanstieg jeweils über einen vordefinierten Schwellenwert.
  • Die Aufgabe der Erfindung kann auch durch eine Steuereinheit zur Steuerung einer Hydraulikanordnung eines Kraftfahrzeugs gelöst werden, umfassend einen Prozessor und einen Speicher, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor, die Steuereinheit zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8 zu veranlassen.
  • Schließlich kann die Aufgabe der Erfindung auch gelöst werden durch ein Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit einem Computerprogrammcode, der geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8 .
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
    • 1 ein hydraulisches Blockschaltbild einer Hydraulikanordnung und
    • 2 ein Hybridmodul mit einer Hydraulikanordnung innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs in einer Blockschaltansicht.
  • Die 1 zeigt eine Hydraulikanordnung 1 zur Aktuierung hydraulischer Verbraucher 13,16 sowie zur Kühlung von Wärmequellen 4 und/oder Schmierung von Bauteilen, insbesondere innerhalb eines Antriebsstrangs 5 eines Kraftfahrzeugs 6, so wie es exemplarisch in der 2 gezeigt ist.
  • Die Hydraulikanordnung 1 umfasst eine Reversierpumpe 7, mittels derer ein Hydraulikmedium 8 in entgegengesetzten Förderrichtungen gefördert werden kann. Die Reversierpumpe 7 wird durch einen kommutierten bürstenlosen Synchronelektromotor angetrieben.
  • Hierzu saugt die Reversierpumpe 7 das Hydraulikmedium 8, beispielsweise ein Öl, über den Hydraulischen Pfad 25 aus einem Hydraulikreservoir 26 an. Das Hydraulikreservoir 26 kann beispielsweise ein Ölsumpf in einem elektrischen Achsantriebsstrang oder Hybridmodul sein, oder aber auch ein in einem Fahrzeug 6 anderweitig vorhandener Ölsumpf.
  • Die Reversierpumpe 7 besitzt einen ersten Pumpenanschluss 9 und einen zweiten Pumpenanschluss 10, wobei der erste Pumpenanschluss 9 an einen ersten Hydraulikpfad 11 zur Kühlung einer Wärmequelle 4, angeschlossen ist und der zweite Pumpenanschluss 10 mit einem zweiten Hydraulikpfad 12 zur hydraulischen Aktuierung eines ersten hydraulischen Verbrauchers 13 und mit einem dritten Hydraulikpfad 14 zur hydraulischen Aktuierung eines zweiten hydraulischen Verbrauchers 16 verbunden ist,
  • In der gezeigten Ausführungsform der 1-2 ist die Hydraulikanordnung 1 in einem Hybridmodul 27 eines Kraftfahrzeugs 6 verbaut. Dabei ist dann der erste hydraulische Verbraucher 13 eine Kupplungsvorrichtung und der zweite hydraulischer Verbraucher 16 eine Parksperre. Bei der Wärmequelle 4 handelt es sich dann ferner um eine elektrische Maschine 12.
  • Zur Steuerung des hydraulischen Drucks zwischen dem zweiten Hydraulikpfad 12 und dem dritten Hydraulikpfad 14 bzw. zwischen der Kupplungsvorrichtung 13 und der Parksperre 16 kann auf der Druckseite des zweiten Pumpanschlusses 10 ein Steuerventil 15 vorgesehen sein, dass das Hydraulikmedium 8 zwischen dem zweiten Hydraulikpfad 12 und dem dritten Hydraulikpfad 14 verteilt. In der gezeigten Schaltstellung des Steuerventils 15 ist lediglich der zweite Hydraulikpfad 12 mit dem zweiten Pumpenanschluss 10 hydraulisch gekoppelt, während die dritte Hydraulikpfad 14 hydraulisch von dem zweiten Pumpenanschluss 10 entkoppelt ist. Das Steuerventil 15 kann in eine zweite Schaltstellung überführt werden, in der lediglich der dritte Hydraulikpfad 14 mit der Parksperre 16 an den Pumpenanschluss 10 gekoppelt ist, während der zweite Hydraulikpfad 12 mit der Kupplungsvorrichtung 13 von dem zweiten Pumpenanschluss 10 entkoppelt ist.
  • In dem zweiten Hydraulikpfad 12 ist ein, ein erstes Sensorsignal 21 bereitstellender erster Sensor 17 zur Detektion eines ersten hydraulischen Drucks innerhalb des zweiten Hydraulikpfads 12 und/ in dem dritten Hydraulikpfad 14 ein, ein zweites Sensorsignal 22 bereitstellender zweiter Sensor 18 zur Detektion eines zweiten hydraulischen Drucks innerhalb des zweiten Hydraulikpfads 12 vorhanden. Die Reversierpumpe 7 und der erste Sensor 17 und der zweite Sensor 18 sind mit einer Steuereinheit 20 verbunden. Die Steuereinheit 20 umfasst einen Prozessor 51 und einen Speicher 52, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher 52 und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor 51, die Steuereinheit 20 zur Durchführung eines Steuerverfahrens für die Hydraulikanordnung 1 zu veranlassen, was nachfolgend näher erläutert wird.
  • Die Steuereinheit 20 ist konfiguriert, zum Betriebsstart der Reversierpumpe 7 diese so anzusteuern, dass das Hydraulikmedium 8 durch den ersten Pumpenanschluss 9 in den ersten Hydraulikpfad 11 gefördert wird, um die elektrische Maschine 4 zu kühlen. Hierbei werden das erste Sensorsignal 21 und das zweite Sensorsignal 22 überwacht. Kommt es nun zur Detektion eines durch das erste und zweite Sensorsignal 21,22 repräsentierten Druckanstiegs jeweils über einen vordefinierten Schwellenwert 24,so wird durch die Reversierpumpe 7 nicht wie gewünscht Hydraulikmedium 8 in den ersten Hydraulikpfad 11 gefördert, sondern fälschlicherweise in die entgegengesetzte Richtung durch den zweiten Pumpenanschluss 10 in den zweiten Hydraulikpfad 12 oder den dritten Hydraulikpfad 14. Wird diese Betriebssituation durch die Steuereinheit 20 erkannt, so wird ein eine Fehlfunktion der Reversierpumpe 7 repräsentierendes Steuerungssignal 23 von der Steuereinheit 20 erzeugt. Das Steuerungssignal 23 kann insbesondere auch ein Abschalten der Reversierpumpe 7 bewirken.
  • Das Steuersignal 23 kann auch eine Information darüber enthalten, dass die Daten zur Kompensation von Toleranzen in der Rotorlage zur Kommutierung des elektrischen Motors der Reversierpumpe 7 neu eingelernt werden müssen.
  • Der erste Sensor 17 und/oder der zweite Sensor 18 sind bevorzugt als Drucksensoren zur Messung des hydraulischen Drucks in der jeweiligen Hydraulikleitung ausgebildet. Der erste Sensor 17 und/oder der zweite Sensor 18 können auch als Wegsensoren ausgebildet sein, die so konfiguriert sind, dass sie eine Aktuierung eines Bauteils eines der hydraulischen Verbraucher 13,16 detektieren. Aus der Wegmessung kann dann der in einem Hydraulikpfad anliegende hydraulische Druck ermittelt werden.
  • Ein Verfahren zur Steuerung der Hydraulikanordnung 1 umfasst beispielsweise die folgenden Schritte:
    • Zunächst erfolgt der Betriebsstart einer Reversierpumpe 7 durch Ansteuerung mit einer Steuereinheit 20, so dass ein Hydraulikmedium 8 durch einen ersten Pumpenanschluss 9 der Reversierpumpe 7 in einen ersten Hydraulikpfad 11 gefördert wird.
  • Hierbei erfolgt die Überwachung eines ersten Sensorsignals 21 eines ersten Sensors 17 zur Detektion eines ersten hydraulischen Drucks innerhalb eines zweiten Hydraulikpfads 12 und Überwachung eines zweiten Sensorsignals 22 eines zweiten Sensors 18 zur Detektion eines zweiten hydraulischen Drucks innerhalb eines zweiten Hydraulikpfads 12.
  • Danach erfolgt die Erzeugung eines eine Fehlfunktion der Reversierpumpe 7 repräsentierenden Steuerungssignals 23 durch die Steuereinheit 20 bei einem durch das erste und/oder zweite Sensorsignal 21,22 repräsentierten Druckanstieg jeweils über einen vordefinierten Schwellenwert 24.
  • 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
    Hydraulikanordnung
    2
    Elektrische Maschine
    3
    Antriebsstrang
    4
    Wärmequelle / elektrische Maschine
    5
    Antriebsstrang
    6
    Kraftfahrzeug
    7
    Reversierpumpe
    8
    Hydraulikmedium
    9
    Pumpenanschluss
    10
    Pumpenanschluss
    11
    Hydraulikpfad
    12
    Hydraulikpfad
    13
    Verbraucher / Kupplungsvorrichtung
    14
    Hydraulikpfad
    15
    Schaltventil
    16
    Verbraucher / Parksperre
    17
    Sensor
    18
    Sensor
    19
    Hydraulikpfad
    20
    Steuereinheit
    21
    Sensorsignal
    22
    Sensorsignal
    23
    Steuerungssignal
    24
    Schwellenwert
    25
    Hydraulikpfad
    26
    Hydraulikreservoir
    27
    Hybridmodul
    28
    Kupplungsvorrichtung
    29
    Parksperre
    51
    Prozessor
    52
    Speicher
  • 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
    • EP 0773127 A1 [0003]
    • DE 10018926 A1 [0003]
    • US 20070175726 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Hydraulikanordnung (1) zur Aktuierung hydraulischer Verbraucher (13,16) sowie zur Kühlung von Wärmequellen (4) und/oder Schmierung von Bauteilen, insbesondere innerhalb eines Antriebsstrangs (5) eines Kraftfahrzeugs (6), umfassend eine Reversierpumpe (7), mittels derer ein Hydraulikmedium (8) in entgegengesetzten Förderrichtungen gefördert werden kann, und die Reversierpumpe (7) einen ersten Pumpenanschluss (9) und einen zweiten Pumpenanschluss (10) aufweist, wobei der erste Pumpenanschluss (9) an einen ersten Hydraulikpfad (11) zur Kühlung einer Wärmequelle (4), angeschlossen ist und/oder der zweite Pumpenanschluss (10) mit einem zweiten Hydraulikpfad (12) zur hydraulischen Aktuierung eines ersten hydraulischen Verbrauchers (13) und mit einem dritten Hydraulikpfad (14) zur hydraulischen Aktuierung eines zweiten hydraulischen Verbrauchers (16) verbunden ist, wobei in dem zweiten Hydraulikpfad (12) ein erstes Sensorsignal (21) bereitstellender erster Sensor (17) zur Detektion eines ersten hydraulischen Drucks innerhalb des zweiten Hydraulikpfads (12) und/oder in dem dritten Hydraulikpfad (14) ein zweites Sensorsignal (22) bereitstellender zweiter Sensor (18) zur Detektion eines zweiten hydraulischen Drucks innerhalb des zweiten Hydraulikpfads (12) vorhanden ist, wobei die Reversierpumpe (7) und/oder der erste Sensor (17) und/oder der zweite Sensor (18) mit einer Steuereinheit (20) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (20) konfiguriert ist, zum Betriebsstart der Reversierpumpe (7) diese so anzusteuern, dass das Hydraulikmedium (8) durch den ersten Pumpenanschluss (9) in den ersten Hydraulikpfad (11) gefördert und das erste Sensorsignal (21) und/oder das zweite Sensorsignal (22) überwacht wird und bei einem durch das erste und/oder zweite Sensorsignal (21,22) repräsentierten Druckanstieg jeweils über einen vordefinierten Schwellenwert (24), ein eine Fehlfunktion der Reversierpumpe (7) repräsentierendes Steuerungssignal (23) von der Steuereinheit (20) erzeugt wird.
  2. Hydraulikanordnung (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssignal (23) ein Abschalten der Reversierpumpe (7) bewirkt.
  3. Hydraulikanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste hydraulische Verbraucher (13) eine Kupplungsvorrichtung ist.
  4. Hydraulikanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite hydraulischer Verbraucher (16) eine Parksperre ist.
  5. Hydraulikanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (4) eine elektrische Maschine (12) ist.
  6. Hydraulikanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerungssignal (23) einen Betrieb der elektrischen Maschine (12) in einem Notfallmodus mit einer gegenüber dem Normalbetrieb reduzierten Nennleistung bewirkt.
  7. Hydraulikanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (17) und/oder der zweite Sensor (18) Wegsensoren sind/ist, die so konfiguriert sind/ist, dass sie/er eine Aktuierung eines Bauteils eines hydraulischen Verbrauchers (13,16) detektieren/detektiert.
  8. Verfahren zur Steuerung einer Hydraulikanordnung (1), insbesondere einer Hydraulikanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: • Betriebsstart einer Reversierpumpe (7) durch Ansteuerung mit einer Steuereinheit (20), so dass ein Hydraulikmedium (8) durch einen ersten Pumpenanschluss (9) der Reversierpumpe (7) in einen ersten Hydraulikpfad (11) gefördert wird • Überwachung eines ersten Sensorsignals (21) eines ersten Sensors (17) zur Detektion eines ersten hydraulischen Drucks innerhalb eines zweiten Hydraulikpfads (12) und/oder Überwachung eines zweiten Sensorsignals (22) eines zweiten Sensors (18) zur Detektion eines zweiten hydraulischen Drucks innerhalb eines zweiten Hydraulikpfads (12), • Erzeugung eines eine Fehlfunktion der Reversierpumpe (7) repräsentierenden Steuerungssignals (23) durch die Steuereinheit (20) bei einem durch das erste und/oder zweite Sensorsignal (21,22) repräsentierten Druckanstieg jeweils über einen vordefinierten Schwellenwert (24).
  9. Steuereinheit (20) zur Steuerung einer Hydraulikanordnung (1) eines Kraftfahrzeugs umfassend einen Prozessor (51) und einen Speicher (52), der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher (52) und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor (51), die Steuereinheit (20) zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 8 zu veranlassen.
  10. Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit einem Computerprogrammcode, der geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8.
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