DE10316419A1 - Verfahren zur Erkennung einer Leckage eines hydraulischen Ausrücksystems einer Doppelkupplung eines Paralleschaltgetriebes - Google Patents

Verfahren zur Erkennung einer Leckage eines hydraulischen Ausrücksystems einer Doppelkupplung eines Paralleschaltgetriebes

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Erkennung einer Leckage eines hydraulischen Ausrücksystems einer Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes vorgeschlagen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Leckage eines hydraulischen Ausrücksystems einer Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes. Außerdem betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Vermeiden eines leckagebedingten Schließens der Doppelkupplung eines solchen Parallelschaltgetriebes.
  • Ein Parallelschaltgetriebe (auch PSG genannt) ist eine Variante eines Doppelkupplungsgetriebes, bei dem die Gänge abwechselnd in zwei Teilgetrieben angeordnet sind, die jeweils eine eigene Kupplung besitzen.
  • Durch eine solche Anordnung ist es möglich, einen Gang im lastfreien Teilgetriebe vorzuwählen, während das Drehmoment vom anderen Teilgetriebe übertragen wird. Der eigentliche Schaltvorgang wird dadurch realisiert, dass das Drehmoment von einer Kupplung an die andere übertragen wird.
  • Die Anforderungen an ein solches Parallelschaltgetriebe bezüglich Funktionalität und Komfort entsprechen denjenigen des bekannten Automatikgetriebes, auch Stufenautomat genannt. Das Parallelschaltgetriebe weist aber gegenüber dem Stufenautomaten Verbrauchsvorteile auf, da solche Stufenautomaten mehrere Kupplungen aufweisen, die im Betrieb ständig mitlaufen und somit aufgrund von Fluidreibung Verlustleistung erzeugen und damit den Verbrauch erhöhen.
  • Bei einem Parallelschaltgetriebe hingegen erzeugt die Kupplung des gerade momentenfreien Teilgetriebes keinen Schlupf, solange kein Gang in diesem Teilgetriebe vorgewählt ist.
  • Die Doppelkupplung eines solchen Parallelschaltgetriebes kann mit einem elektromotorischen Aktor und einem hydraulischen Ausrücksystem betätigt werden. Eine solche Anordnung weist den Vorteil auf, dass bei einem Ausfall der den elektromotorischen Aktor ansteuernden Energie die Kupplungen insbesondere dann, wenn dieser selbsthemmend ausgeführt ist, offen bleiben und nicht der kritische Fall eintreten kann, dass beide Kupplungen gleichzeitig geschlossen werden.
  • Das hydraulische Ausrücksystem mit einem jeder Kupplung zugeordneten Geberzylinder und Nehmerzylinder weist unter anderem den Vorteil auf, dass die Leitungen des Hydraulikkreis im jeweiligen Fahrzeug fahrzeugspezifisch verlegt werden können und daher das Ausrücksystem nicht für unterschiedliche Fahrzeugtypen jeweils eigenständig angepasst werden muss.
  • Bei der Verwendung eines solchen hydraulischen Ausrücksystems muss aber nach wie vor sichergestellt sein, dass nicht beide Kupplungen gleichzeitig geschlossen werden, was auch bei einem schleichenden Druckverlust im Ausrücksystem der gerade nicht aktiven Kupplung eintreten könnte.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erkennung einer Leckage eines hydraulischen Ausrücksystems einer Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes zu schaffen, das die Erkennung eines solchen Druckverlustes erlaubt, aber von systemimmanenten Eigenschaften, wie beispielsweise betriebstemperaturveränderungsbedingtem Verhalten des Hydrauliksystems nicht beeinflusst wird. Darüber hinaus soll auch ein Verfahren entwickelt werden, welches ein leckagebedingtes Schließen der Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes vermeidet.
  • Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens zur Leckageerkennung folgende Merkmale auf: ein hydraulisches Ausrücksystem einer Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes, wobei das Ausrücksystem den beiden Kupplungen zugeordnete, jeweilige hydraulisch betätigte Geberzylinder und Nehmerzylinder aufweist, und der Betrag der Änderung der Ausrückposition des Nehmerzylinders der nichtaktiven Kupplung und/oder der Betrag der Änderungen der Übertragungsfunktionen beider Kupplungen ermittelt wird und die Leckage festgestellt wird, wenn mindestens einer der Beträge einen vorbestimmten Wert überschreitet. Vorteilhafte Verfahrensausgestaltungen sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben. Darüber hinaus weist die Erfindung hinsichtlich des Verfahrens zum Vermeiden eines leckagebedingten Schließens der Doppelkupplung folgende Merkmale auf: ein Ausrücksystem mit zwei Kupplungen zugeordneten, jeweilige hydraulisch betätigten Geberzylindern und Nehmerzylindern weist, ein im Hydraulikkreis des Ausrücksystems vorgesehenes Ventil auf, das einer plötzlich auftretenden Druckdifferenz geschlossen wird derart, dass eine plötzlich auftretende Druckdifferenz an den Nehmerzylindern vermieden wird, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon in den weiteren Ansprüchen beschrieben sind.
  • Die Erfindung sieht nunmehr ein Verfahren vor zur Erkennung einer Leckage eines hydraulischen Ausrücksystems einer Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes, bei dem das Ausrücksystem den beiden Kupplungen zugeordnete jeweilige hydraulisch betätigte Geberzylinder und Nehmerzylinder aufweist, wobei nach dem Verfahren der Betrag der Änderung der Ausrückposition des Nehmerzylinders der nicht aktiven Kupplung und/oder der Betrag der Änderungen der Übertragungsfunktionen beider Kupplungen ermittelt wird und eine Leckage dann festgestellt wird, wenn mindestens einer der genannten Beträge einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  • Unter der nicht aktiven Kupplung wird die offene Kupplung des Teilgetriebes verstanden, in dem ein Gang vorgewählt ist, der aber aufgrund der offenen Kupplung nicht an der Kraftübertragung beteiligt ist. Wenn sich nun die Ausrückposition des Nehmerzylinders der nicht aktiven Kupplung um einen Wert verändert, der einen vorbestimmten Wert überschreitet, so kann von einer Leckage im hydraulischen Ausrücksystem der nicht aktiven Kupplung ausgegangen werden.
  • Auch kann von einer solchen Leckage ausgegangen werden, wenn der Betrag der Änderungen der nachfolgend noch erläuterten Übertragungsfunktionen beider Kupplungen einen vorbestimmten Wert überschreitet. Die Signifikanz der Leckagefeststellung ist höher, wenn beide Bedingungen kumulativ erfüllt sind.
  • Nach einer Modifikation des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch der Betrag der Änderung der Übertragungsfunktion der aktiven Kupplung ermittelt werden und/oder der Betrag der Änderung der Übertragungsfunktionen beider Kupplungen ermittelt werden und dann von einer Leckage ausgegangen werden, wenn mindestens einer der Beträge einen vorbestimmten Wert überschreitet. Die Signifikanz der Leckagefeststellung ist insbesondere dann erheblich erhöht, wenn einer der genannten Beträge den vorbestimmten Wert reproduziert überschreitet, wenn also in aufeinanderfolgenden Zyklen mehrfach festgestellt wird, dass eine Schwellenwertüberschreitung stattgefunden hat.
  • Nach einer Modifikation des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Differenz der Nehmerzylinderpositionen beider Kupplungen bestimmt und eine Leckage anhand einer Veränderung der Differenz festgestellt. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass die beiden Nehmerzylinderpositionen erfasst werden und bei einer sich beispielsweise wiederholt verändernden Differenz darauf geschlossen wird, dass sich die Nehmerzylinderposition mindestens eines der Nehmerzylinder aufgrund einer Leckage im Hydraulikkreis verändert hat und somit eine Undichtigkeit im hydraulischen Ausrücksystem mindestens einer der beiden Kupplungen vorliegen muss.
  • Anhand der Beobachtung der Richtung der Veränderung der Differenz kann festgestellt werden, in welchem der den jeweiligen Kupplungen zugeordneten Ausrücksystemen eine Leckage aufgetreten ist. Wenn zusätzlich noch die Geschwindigkeit der Veränderung der Differenz ausgewertet wird, kann auch beispielsweise auf der Basis eines sehr großen Gradienten der Veränderung der Differenz auf einen Leitungsbruch oder dergleichen geschlossen werden.
  • Nach einer Modifikation des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass mittels eines Differenzdrucksensors eine Druckdifferenz in den Hydraulikkreisen des Ausrücksystems beider Kupplungen ermittelt wird und auf der Basis einer Veränderung des Differenzdrucks eine Leckage im Ausrücksystem der nicht aktiven Kupplung festgestellt wird. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass beispielsweise zwischen den beiden Hydraulikleitungen, die die jeweiligen Nehmerzylinder ansteuern, ein Differenzdrucksensor angebracht werden kann, der als Messgröße den Druckunterschied in den beiden Hydraulikleitungen erfasst und damit eine Kenngröße liefert, die mit einer Kenngröße aus einem Referenzkennfeld verglichen wird. Das Referenzkennfeld beschreibt die Solldruckdifferenz in Abhängigkeit von den aktuellen Geberzylinderpositionen. Ein Kenngrößenvergleich lässt auf der Basis einer Differenzbildung und einer Schwellenwertüberschreiten des Differenzwertes ein Schließen auf Leckage zu.
  • Schließlich ist es nach einer weiteren Modifikation des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass der Verfahrweg des Kupplungsaktors zwischen einer vorbekannten Position eines jeweiligen Kupplungsausrücklagers und einem der jeweiligen Kupplung zugeordneten Anschlag ermittelt wird und auf der Basis einer Veränderung des Verfahrwegs eine Leckage im Ausrücksystem der nicht aktiven Kupplung festgestellt wird. Hierzu kann die Kupplung einen Anschlag aufweisen, der durch einen über den Verfahrweg des Kupplungsaktors zum Öffnen der Kupplung notwendigen Verfahrweg hinaus in Richtung Kupplungsöffnung erreicht werden kann und das Erreichen dieses Anschlags beispielsweise über einen Laststromanstieg des Kupplungsaktors detektiert werden kann. Damit kann bei einer geöffneten Kupplung und vorbekannten Position des jeweiligen Kupplungsausrücklagers die Weglänge bis zum Erreichen des Anschlags als Prüfkriterium genutzt werden. Im Rahmen einer zyklischen Messung kann die Wegstrecke von der bekannten Ausrücklagerposition bis zum Anschlag durch den Aktor zyklisch verfahren werden, so dass sich bei einer Leckage eine Veränderung des Verfahrwegs im Ausrücksystem der Kupplung feststellen lässt und also auf diese Weise auf eine Leckage geschlossen werden kann.
  • Da die Kupplung einem Verschleiß unterliegt und dieser Verschleiß in vorteilhafter Weise über eine Einrichtung zur Verschleißnachstellung der Kupplung ausgeglichen wird, würde dies zu einer Änderung des Verfahrwegs aufgrund der Verschleißnachstellung führen, so dass es von Vorteil ist, wenn die Position des Anschlags zusammen mit einer verschleißbedingten Nachstellung der Kupplung verändert wird.
  • Neben der vorstehend beschriebenen Erkennung einer Leckage im hydraulischen Ausrücksystem ist es aber auch erforderlich, auf einen beispielsweise leitungsbruchbedingten, plötzlichen Druckabfall im Ausrücksystem zu reagieren in der Art, dass ein solcher Druckverlust nicht zu einem unkontrollierten Zuschnappen beider Kupplungen führt. Zu diesem Zweck ist es nach der Erfindung auch vorgesehen, dass das leckagebedingte Schließen der Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes damit vermieden wird, dass im Hydraulikkreis des Ausrücksystems ein Ventil vorgesehen ist, welches bei einer plötzlich auftretenden Druckdifferenz geschlossen wird derart, dass diese plötzlich auftretende Druckdifferenz sich nicht bis zu den Nehmerzylindern der jeweiligen Ausrücksysteme der Kupplungen fortpflanzen kann und somit ein unkontrolliertes Zuschnappen der Kupplungen vermieden wird.
  • Schließlich ist es nach der Erfindung auch vorgesehen, dass nach dem Feststellen einer Leckage im hydraulischen Ausrücksystem ein Notlaufprogramm der Getriebesteuerung aktiviert wird, welches in Abhängigkeit von der Signifikanz der Bedienung der Leckagefeststellung verschiedene Fehlerbehandlungsroutinen ausführt. Zu diesen Fehlerbehandlungsroutinen kann beispielsweise die Abschaltung der Momentennachführung der Kupplung zählen, oder aber auch das Aktivieren einer Routine, dass nur noch mit Zugkraftunterbrechung geschaltet wird, was den Fahrer sofort dahingehend sensibilisieren würde, dass ein Systemfehler vorliegt. Auch kann nach einer weiteren Fehlerbehandlungsroutine das betreffende Teilgetriebe deaktiviert werden, also ein Fahren nur noch in dem noch aktiven Teilgetriebe zugelassen werden. Auch können aufgetretene Fehlerbedingungen abgespeichert werden, so dass ein entsprechender Fehlerspeichereintrag eine Überprüfung in der Werkstatt des mit einem solchen Parallelschaltgetriebes ausgestatteten Fahrzeugs ermöglicht wird. Mit den genannten Fehlerbehandlungsroutinen wird erreicht, dass aufgrund einer Veränderung des Schaltverhaltens des Parallelschaltgetriebes der Fahrer eines solchen Fahrzeugs einen Hinweis erhält, eine Fehlerüberprüfung durchführen zu lassen, aber ein Notfahrbetrieb des Fahrzeugs nach wie vor ermöglicht ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Parallelschaltgetriebes mit Doppelkupplung und Ansteuerungsaktorik;
  • Fig. 2 ein Diagramm des Nehmerzylinderwegs, aufgetragen über dem Geberzylinderweg;
  • Fig. 3 ein Diagramm ähnlich Fig. 2 zur Erläuterung der Kennlinienverschiebung;
  • Fig. 4 ein Schaubild zur Erläuterung der Positionierung eines Differenzdrucksensors;
  • Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Leckagefeststellung auf der Basis einer Druckdifferenzänderung;
  • Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung der Leckagefeststellung auf der Basis einer Veränderung des Verfahrwegs des Kupplungsaktors zum Erreichen des Anschlags, und
  • Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Notfallventils.
  • Fig. 1 der Zeichnung zeigt den schematischen Aufbau eines Parallelschaltgetriebes mit Doppelkupplung und Ansteuerungsaktorik. Dargestellt sind zwei Kupplungen 1, 2, zwei Nehmerzylinder 3, 4, zwei Einheiten 5, 6, bestehend aus jeweils einem Kupplungsaktor und einem Geberzylinder sowie daran vorgesehene jeweilige Wegsensoren 7, 8. Auch ist am Nehmerzylinder 3 ein Wegsensor 9 vorgesehen und am Nehmerzylinder 4 ein entsprechender Wegsensor 10.
  • Mit den jeweiligen Nehmerzylindersensoren 9, 10 kann die Nehmerzylinderposition erfasst werden. Die an den Geberzylindern vorgesehenen Wegsensoren 7, 8 dienen der Positionsregelung des elektromotorischen Kupplungsaktors und können in vorteilhafter Weise Inkrementalmesssensoren der Elektromotoren der Kupplungsaktoren sein.
  • Fig. 2 der Zeichnung zeigt ein linearisiertes, idealisiertes Übertragungsverhalten des Nehmerzylinderwegs oder Nehmerweg xK, aufgetragen über dem Geberzylinderweg oder Geberweg xG. In Fig. 2 ist dabei das linearisierte Verhalten mit einer durchgezogenen Halbgerade, die die Steigung cK aufweist, dargestellt, sowie ein reales Übertragungsverhalten anhand der punktierten Linie.
  • Das Übertragungsverhalten vom Geberzylinder zum Nehmerzylinder kann dabei ausgehend von einer Stellung, bei der ein Druck- bzw. Volumenausgleich mit dem Vorratsbehälter möglich ist (hier spricht man von dem sogenannten Schnüffeln) durch die in Fig. 2 der Zeichnung dargestellte, linearisierte Funktion idealisiert werden. Die Schnüffelposition des Geberzylinders ist dabei eine konstruktiv vorgegebene Größe. Die Nehmerzylinderposition im drucklosen Zustand des Ausrücksystems kann sich beispielsweise in Abhängigkeit vom Verschleißzustand der Kupplung, der Motordrehzahl und der Bauteiltemperatur ändern. Auch aufgrund von Veränderungen der Temperatur der Hydraulikflüssigkeit im Ausrücksystem verändert sich die Nehmerzylinderposition beispielsweise bei einer Erwärmung in Richtung zu einer größeren Ausrückposition hin. Eine Abkühlung der Hydraulikflüssigkeit führt zu einer Veränderung der Nehmerzylinderposition hin zu einer kleineren Ausrückposition. Auch bei einer Leckage führt der Nehmerzylinder eine Positionsveränderung in Richtung zu einer kleineren Ausrückposition hin durch.
  • Dieses Verhalten ist in Fig. 3 der Zeichnung schematisch dargestellt, wobei die obere, parallel verschobene Halbgerade einer Kennlinienverschiebung beispielsweise aufgrund von Erwärmung entspricht und die untere, parallel verschobene Halbgerade eine Kennlinienverschiebung darstellt aufgrund einer Leckage.
  • Den Figuren lassen sich folgende Bezeichnungen entnehmen:

    xK: Nehmerweg
    xG: Geberweg
    NPK: Nehmerposition bei kraftfrei geschlossener Kupplung
    TPK: Nehmerposition bei Trennpunkt der Kupplung
    SPG: Schnüffelbohrungsposition (Geberposition bei kraftfrei geschlossener Kupplung)
    TPG: Nehmerposition bei Trennpunkt der Kupplung.
  • Zur Feststellung einer Leckage kann bei ausgerückter, d. h. nichtaktiver Kupplung, die Änderung der Ausrückposition des Nehmerzylinders der nichtaktiven Kupplung überwacht werden. Wenn die nichtaktive Kupplung als K2 bezeichnet wird, dann ergibt sich die Änderung der Ausrückposition der nichtaktiven Kupplung anhand der folgenden Beziehung:

    ΔK2 = xK2 - NPK2 - cK2.(xG2 - SPG2).
  • Der Betrag der Änderungen der Übertragungsfunktionen beider Kupplungen ergibt sich als:

    Δ12 = ΔK2 - ΣΔK1,

    wobei sich unter Verwendung der Bezeichnung K1 für die aktive Kupplung die kumulierte Drift der Übertragungsfunktion der aktiven Kupplungen zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Schnüffelvorgängen als

    ΣΔK1 = Σ[xK1 - NPK1 - cK1.(xG1 - SPK1)]

    ergibt. Die Aufsummierung ist dabei erforderlich, da sich beim Druck- bzw. Volumenausgleich (Schnüffeln) die Position NPK1, die Nehmerposition bei kraftfrei geschlossener Kupplung 1 ändern kann.
  • Leckage kann dann festgestellt werden, wenn der Betrag der Änderung der Ausrückposition des Nehmerzylinders der nichtaktiven Kupplung einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, also die Bedingung:

    B1: - ΔK2 > GWK2

    erfüllt ist.
  • Das Signifikanzniveau für die Leckagefeststellung ist höher, wenn der Betrag der Änderungen der Übertragungsfunktionen beider Kupplungen einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, also die Bedingung:

    B2: - Δ12 > GW12

    erfüllt ist. Insbesondere dann, wenn beide Bedingungen erfüllt sind oder eine der beiden Bedingungen reproduzierbar wahr ist, ist von einer Leckage im Ausrücksystem der betreffenden Kupplung auszugehen.
  • Neben der soeben beschriebenen Überwachung der nichtaktiven Kupplung kann auch eine entsprechende Überwachung der aktiven Kupplung vorgenommen werden. Zu diesem Zweck kann der Betrag der Änderung der Übertragungsfunktion der aktiven Kupplung ermittelt werden und/oder der Betrag der Änderung der Übertragungsfunktionen beider Kupplungen ermittelt werden und dann auf eine Leckage geschlossen werden, wenn mindestens einer der Beträge einen vorbestimmten Wert überschreitet. Die Bedingungen, die für das Feststellen einer Leckage sprechen, ergeben sich anhand der nachfolgenden, mathematischen Beziehungen:

    B3: - ΣΔK1 > GWK1,

    B4: + Δ12 > GW12.
  • Auf der Basis der Wegmesssensoren 9 und 10 ist es möglich, die Nehmerwege xK1 und xK2 zu erfassen und damit eine Differenz S zu bilden aus dem Nehmerweg xK2 und xK1. Alternativ hierzu kann auch ein Relativsensor zur direkten Erfassung der Messgröße vorgesehen sein.
  • Die Messgröße S ergibt sich anhand der folgenden Gleichung:

    S = xK2 - xK1 = NPK2 - NPK1 + cK2.MAX(xG2 - SPG2;0) - cK1.MAX(xG1 - SPG1;0),

    wobei cK1 und cK2 die Geradensteigungen des Übertragungsverhaltens der Kupplung K1 und Kupplung K2 sind, wie es anhand von Fig. 2 bereits erläutert wurde.
  • Anhand einer Beobachtung der Differenz (D) der beiden Nehmerzylinderpositionen NPK1 und NPK2 bei kraftfrei geschlossenen Kupplungen kann auf eine Leckage geschlossen werden. Die Differenz D beschreibt dabei den aus den aktuellen Ausrückpositionen zurückgerechneten Abstand der beiden Kupplungsnullpunkte (Nehmerposition bei geschlossener Kupplung) und ergibt sich anhand folgender, mathematischer Beziehung:

    D = NPK2 - NPK1 = S - cK2.MAX(xG2 - SPG2;0) + cK1.MAX(xG1 - SPG1;0).
  • Wenn eine Leckage auftritt, so kommt es zu einer Veränderung der Differenz D derart, dass unter Berücksichtigung von:

    D = NPK2 - NPK1 = S - cK2.MAX(xG2 - SPG2;0) + cK1.MAX(xG1 - SPG1;0)

    bei der Vergrößerung von D von einer Leckage im Ausrücksystem in der Kupplung 1 ausgegangen werden kann und bei einer Verkleinerung von D von einer Leckage im Ausrücksystem der Kupplung 2. Die Veränderung der Differenz D wird während des Betriebs des Parallelschaltgetriebes laufend überwacht, wobei dies dann besonders notwendig ist, wenn im nichtaktiven Teilgetriebe ein Gang vorgewählt ist und die Kupplung deshalb offen bleiben muss.
  • Zu diesem Zweck wird zunächst eine Initialisierung der Leckageüberwachung durchgeführt, in vorteilhafter Weise nach einem jeweiligen Schaltvorgang und es wird zum Zeitpunkt T0 die nachfolgende Wertezuordnung vorgenommen:

    Δ0 = 0; D0 = D(T0).
  • Wenn in den zyklisch durchgeführten Überwachungsvorgängen eine Differenzenänderung festgestellt wird, so kann anhand der Richtung der Veränderung der Differenz D ermittelt werden, in welchem der den jeweiligen Kupplungen zugeordneten, hydraulischen Ausrücksystemen eine Leckage aufgetreten ist, wobei sich dies anhand der folgenden, mathematischen Beziehung erläutern lässt:

    Δ = Δ0 + D - D0 ≤ - Grenze => Leckageverdacht Kupplung 2,

    Δ = Δ0 + D - D0 ≥ + Grenze => Leckageverdacht Kupplung 1.
  • Da die jeweiligen Nehmerzylinder wiederholt ihre Druckausgleichspositionen (Schnüffelpositionen) erreichen können, wird die Leckageüberwachung kurzzeitig unterbrochen, wenn ein solcher Schnüffelvorgang stattfindet. Damit aber eine langsame Leckage erkannt werden kann, wird der aktuelle Wert Δ gespeichert und bei einer Wiederinbetriebnahme des Überwachungsvorgangs nach dem Schnüffeln weiterverwendet. Zu diesem Zweck wird die Größe Δ0 neu belegt, nämlich:

    Δ0 = Δ = Δ0 + D - D0

    und nach der Wiederaufnahme der Leckageüberwachung mit diesem Wert weitergerechnet. Von einer Leckage kann dann ausgegangen werden, wenn sich der so bestimmte Δ-Wert sehr schnell über die Grenzen hinaus bewegt, also der Gradient der Veränderung sehr hoch ist, oder der Δ-Wert reproduzierbar mit weitgehend konstantem Gradient die Schwellenwerte überschreitet.
  • Im normalen Fahrbetrieb eines mit einem Parallelschaltgetriebe ausgestatteten Fahrzeugs ist die Kupplung der aktiven Abtriebswelle zumindest teilweise geschlossen, die Kupplung der nichtaktiven Abtriebswelle geöffnet. Es führt dies zu unterschiedlichen momentanen Betriebspunkten der jeweiligen Kupplungen auf der Druck-Weg-Kennlinie, wie dies in Fig. 5 der Zeichnung dargestellt ist.
  • Ein schleichender Druckverlust aufgrund von Leckage führt zu einer Veränderung des Verhältnisses der Drücke in beiden Ausrücksystemen bzw. deren Hydraulikleitungen infolge einer Verschiebung des Betriebspunkts s20 → s21 der geöffneten Kupplung. Die Verschiebung des Betriebspunkts s10 der aktiven Kupplung infolge einer Schlupfregelung oder Momentennachführung wird durch die Kupplungssteuerung oder Getriebesteuerung aktiv vorgegeben, ist also bekannt. Damit ist es möglich, auf der Basis der Änderung des Differenzdrucks:

    Δ(Δp) = Δ(p(s2) - p(s1))

    in beiden, den Kupplungen zugeordneten Ausrücksystemen eine mögliche Leckage in der geöffneten Kupplung festzustellen.
  • Die Verwendung des Differenzdrucks weist den Vorteil auf, dass die tatsächliche Druck-Weg-Kennlinie nicht exakt bekannt sein muss, da nach jedem Schaltvorgang, Schnüffelvorgang und Tastpunktadaption die aktuellen Betriebspunkte beider Kupplungen ermittelt werden und nur die Veränderung des Differenzdrucks überwacht wird. Dies weist insbesondere auch den Vorteil auf, dass der Einfluss thermischer Veränderungen geringer ist, da solche thermische Veränderungen auf den Differenzdruck geringere Einflüsse ausüben als auf Absolutwerte, da sich diese Veränderungen gleichwertig auf beide Ausrücksysteme auswirken. Auch ist in vorteilhafter Weise nur ein Differenzdrucksensor erforderlich, wie dies schematisch in Fig. 4 der Zeichnung dargestellt ist.
  • Nachfolgend wird anhand von Fig. 6 der Zeichnung das Verfahren zur Erkennung einer Leckage anhand des Verfahrwegs des Kupplungsaktors zwischen einer vorbekannten Position eines Kupplungsausrücklagers und einem der jeweiligen Kupplung zugeordneten Anschlag erläutert. Die linke Zeichnung in der oberen Hälfte der Fig. 6 zeigt dabei den geschlossenen Zustand der Kupplung, während die rechte Zeichnung den Zustand "Deckelanschlag erreicht" zeigt, und die mittlere Zeichnung zeigt den geöffneten Zustand der Kupplung. Wie es anhand des Kraft-Weg-Diagramms in der unteren Zeichnungshälfte der Fig. 6 ersichtlich ist, kann der Kupplungsaktor nach dem Erreichen der Position B, zu der die Kupplung bereits geöffnet ist, einen weiteren Verfahrweg in Richtung zum Anschlag hin absolvieren, wobei der Anschlag durch den hohen Anstieg der Aktorkraft an der Position C detektiert werden kann. Der Anschlag stellt daher eine Referenzposition dar und der Verfahrweg des Kupplungsaktors von der bekannten Position des Kupplungsausrücklagers zu dem der Kupplung zugeordneten Anschlag verändert sich dann, wenn ein Volumenverlust in der Hydraulikleitung der geöffneten Kupplung, also dem hydraulischen Ausrücksystem der nichtaktiven Kupplung vorliegt. Auf der Basis der Veränderung des Verfahrwegs des Kupplungsaktors von der Ausrückposition des Kupplungsausrücklagers und dem Anschlag kann daher auf eine Leckage im Ausrücksystem geschlossen werden.
  • Wie es bereits vorstehend erläutert wurde, ist es bei einem hydraulischen Ausrücksystem der Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes erforderlich, dass ein unbeabsichtigtes Schließen beider Kupplungen in jedem Fall vermieden wird, da dies zu einem negativen Verhalten auf die Fahrbarkeit des mit einem solchen Getriebe ausgerüsteten Fahrzeugs führen könnte.
  • Neben der Erkennung eines schleichenden Druckabfalls infolge von Leckage ist es daher auch erforderlich, Vorkehrungen gegen einen plötzlichen Druckabfall im Ausrücksystem zu treffen, die ein unkontrolliertes Zuschnappen der Kupplung vermeiden.
  • Zur Lösung dieses Problems wird es daher nach der Erfindung vorgeschlagen, ein lastabhängiges Ventil in die Hydraulikleitung vor dem Nehmerzylinder anzuordnen, so dass ein plötzlich auftretender Druckabfall nicht zum Nehmerzylinder fortschreiten kann und damit ein unkontrolliertes Zuschnappen der Kupplung vermieden wird.
  • Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines solchen Notfallventils in der Form eines Kugelventils. Im geöffneten Zustand wird dabei die Kugel durch die schematisch dargestellte Feder vorgespannt gegen eine Rampenanordnung gedrückt und so in Position gehalten. Das Druckfluid kann die Kugel bei einer Betätigung der Kupplung umströmen. Wenn eine kritische Druckdifferenz überschritten wird, schnappt die Kugel aus der Rampenanordnung heraus und wird gegen die schematisch dargestellte als Drossel wirkende Durchmesserverengung der Hydraulikleitung gedrückt. Dadurch kann keine Flüssigkeit mehr durch die Drossel fließen, und der Druck vor der Drossel bleibt erhalten.
  • Es ist dabei möglich, die kritische Druckdifferenz über die Geometrie der Rampenanordnung oder über die Vorspannkraft der Feder einzustellen. Eine Integration des Notfallventils in den Ausrückmechanismus sorgt dafür, dass ein unkontrolliertes Zuschnappen der Kupplung vermieden wird und damit die Getriebesteuerung ausreichend Zeit dafür erhält, den Defekt in der Hydraulik zu erkennen und darauf zu reagieren, indem beispielsweise der vorgelegte Gang ausgelegt wird, ohne dass sich ein sicherheitskritischer Zustand einstellt. Das dargestellte Notfallventil zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau, eine einfache Montage im Ausrücksystem und durch hohe Funktionssicherheit aus.
  • Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im Übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen.
  • Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
  • In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
  • Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
  • Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (13)

1. Verfahren zur Erkennung einer Leckage eines hydraulischen Ausrücksystems einer Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes, wobei das Ausrücksystem den beiden Kupplungen zugeordnete, jeweilige hydraulisch betätigte Geberzylinder und Nehmerzylinder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Änderung der Ausrückposition des Nehmerzylinders der nichtaktiven Kupplung und/oder der Betrag der Änderungen der Übertragungsfunktionen beider Kupplungen ermittelt wird und die Leckage festgestellt wird, wenn mindestens einer der Beträge einen vorbestimmten Wert überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Änderung der Übertragungsfunktion der aktiven Kupplung ermittelt wird und/oder der Betrag der Änderung der Übertragungsfunktionen beider Kupplung ermittelt wird und die Leckage festgestellt wird, wenn mindestens einer der Beträge einen vorbestimmten Wert überschreitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckage festgestellt wird, wenn mindestens einer der Beträge den vorbestimmten Wert reproduziert überschreitet.
4. Verfahren zur Erkennung einer Leckage eines hydraulischen Ausrücksystems einer Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes, wobei das Ausrücksystem den beiden Kupplungen zugeordnete jeweilige hydraulisch betätigte Geberzylinder und Nehmerzylinder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz der rechnerischen Nehmerzylinderpositionen bei kraftfrei geschlossenen Kupplungen ermittelt wird, wobei eine Leckage anhand einer Veränderung der Differenz festgestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der Richtung der Veränderung der Differenz ermittelt wird, in welchem der den jeweiligen Kupplungen zugeordneten, hydraulischen Ausrücksystemen eine Leckage aufgetreten ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des Gradienten der Veränderung der Differenz ein Ausfall eines hydraulischen Ausrücksystems festgestellt wird.
7. Verfahren zur Erkennung einer Leckage eines hydraulischen Ausrücksystems einer Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes, wobei das Ausrücksystem den beiden Kupplungen zugeordnete, jeweilige hydraulisch betätigte Geberzylinder und Nehmerzylinder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Differenzdrucksensors eine Druckdifferenz in den Hydraulikkreisen des Ausrücksystems beider Kupplungen ermittelt wird und auf der Basis einer Veränderung des Differenzdruckes im Vergleich mit einem Referenzkennfeld eine Leckage im Ausrücksystem der nichtaktiven Kupplung festgestellt wird.
8. Verfahren zur Erkennung einer Leckage eines mittels eines Kupplungsaktors betätigten hydraulischen Ausrücksystems einer Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrweg des Kupplungsaktors zwischen einer vorbekannten Position eines jeweiligen Kupplungsausrücklagers und einem der jeweiligen Kupplung zugeordneten Anschlag ermittelt wird und auf der Basis einer Veränderung des Verfahrwegs eine Leckage im Ausrücksystem der nichtaktiven Kupplung festgestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Anschlags zusammen mit einer verschleißbedingten Nachstellung der Kupplung verändert wird.
10. Verfahren zum Vermeiden eines leckagebedingten Schließens der Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes, wobei ein das Ausrücksystem mit zwei den beiden Kupplungen zugeordneten, jeweilige hydraulisch betätigten Geberzylindern und Nehmerzylindern weist, ein im Hydraulikkreis des Ausrücksystems vorgesehenes Ventil auf, das bei einer plötzlich auftretenden Druckdifferenz geschlossen wird derart, dass eine plötzlich auftretende Druckdifferenz an den Nehmerzylindern vermieden wird.
11. Verfahren zur Reaktion auf eine Leckage im hydraulischen Ausrücksystem einer Doppelkupplung eines Parallelschaltgetriebes nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Feststellen der Leckage ein Notlaufprogramm der Getriebesteuerung aktiviert wird, welches in Abhängigkeit von der Signifikanz der Bedingung der Leckagefeststellung verschiedene Fehlerbehandlungsroutinen ausführt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltverhalten des Parallelschaltgetriebes derart verändert wird, dass der Fahrer eines mit einem solchen Getriebe ausgestatteten Fahrzeugs einen Hinweis erhält, eine Fehlerüberprüfung durchzuführen, aber ein Notfahrbetrieb des Fahrzeugs nach wie vor ermöglicht ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Leckagefeststellung nur noch mit Zugkraftunterbrechung geschaltet wird und/oder das betreffende Teilgetriebe deaktiviert wird.
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