WO2015106752A2 - Leckagebestimmung an einem hydraulischen kupplungsaktuator - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a hydraulic clutch actuator.
  • the invention relates to the determination of a leakage at the clutch actuator.
  • a hydraulic clutch actuator comprises a master cylinder and a slave cylinder, which are connected to each other by means of a hydraulic route.
  • a master piston is received, which can be moved axially by means of an actuator.
  • a slave piston received in the slave cylinder reflects this movement, mediated by the replacement of a hydraulic fluid between the master cylinder and the slave cylinder.
  • the slave piston is adapted to actuate a clutch for transmitting torque in a drive train, in particular a motor vehicle.
  • the clutch is closed by means of a clutch spring and the actuation causes an opening of the clutch, so that no torque is transmitted via the clutch, while in another embodiment, the actuation
  • Pressing friction elements of the clutch causes, so that torque can be transmitted via the clutch.
  • the opening of the clutch can be done by means of a spring.
  • the hydraulic elements of the clutch actuator are subject to tolerances and wear.
  • a temperature dependence may exist.
  • DE 10 2012 204 929 A1 relates to a method for starting up a clutch.
  • EP 2 516 878 A1 relates to an apparatus and a method for determining the leakage in an automatic electro-hydraulic coupling system.
  • a leakage is determined on the basis of a hydraulic pressure in the clutch system.
  • a clutch actuator includes a master cylinder, a hydraulic link, and a slave cylinder for actuating a clutch.
  • a method for determining leakage at the clutch actuator includes steps of determining a parameter of the clutch actuator, comparing the parameter to a predetermined threshold, determining an indication of leakage if the parameter exceeds the threshold, and providing the indication.
  • the invention can be used advantageously in particular on a clutch actuator which is part of a drive train, for example on board a motor vehicle.
  • a device or a process for higher-level control of a driving strategy of the motor vehicle can be informed of the leakage. From this, a measure can be derived in order to keep the motor vehicle roadworthy despite the leakage. If the clutch, for example, part of a dual clutch on a dual-clutch transmission, so it can be tried to suspend the actuation of the clutch as possible. The motor vehicle can then be moved further with the preferred use of the other clutch. Furthermore, a warning may be issued to a driver of the motor vehicle.
  • the parameter indicates a shift of a clutch characteristic in the direction of an enlarged actuator travel.
  • the clutch characteristic describes how a force exerted on the clutch depends on a position of the master piston. If an increased Aktuatorweg required to achieve a predetermined coupling force, this may indicate a leak on the clutch actuator. In particular, when a recalibration of the hydraulic clutch actuator does not take place, small errors can accumulate and become one significant shift of the clutch characteristic, which is clearly and quickly detectable.
  • a snooping process can be performed conditionally or time-controlled.
  • a pressure in the master cylinder is approximated as possible to an ambient pressure and opened a connection to a standing under ambient pressure surge tank.
  • the surge tank contains hydraulic fluid and there can be an exchange of fluid between the master cylinder and the surge tank to produce a known starting situation in the hydraulic clutch actuator after closing the connection.
  • the parameter comprises a frequency of snooping operations. This is especially true if the sniffing process is triggered event-controlled. Existing strategies for controlling a snooping operation can be advantageously used further. Thus, an indirect determination of a leak on the clutch actuator can take place.
  • the parameter may also relate to the speed of a shift of the clutch characteristic.
  • a clear and reliable determination of an indication of a leak can be made.
  • the mentioned parameter indicates a coupling force.
  • the clutch force is an actuation force of the clutch caused by the clutch actuator.
  • the threshold depends on the position of the clutch actuator.
  • a method of controlling the clutch actuator to actuate the clutch may provide a predetermined position at which a predetermined clutch force is expected. However, if only a lower coupling force is achieved at the predetermined position, then it can be concluded that there is a leak.
  • the position of the clutch actuator may be in the range of its maximum position.
  • the maximum position usually corresponds to that position of the master piston in the master cylinder, which leads to a maximum actuation of the clutch and beyond which the master Pistons generally can not be driven. This position is approached regularly when fully operating the clutch. Provided parameters of this position can be known to a controller of the clutch actuator and a comparison of the particular parameter with one of the expected parameters can be carried out simply and quickly.
  • the method may further comprise steps of actuating the clutch by means of the clutch actuator and confirming the previously determined indication if a clutch force at any point on the actuation path of the clutch actuator is below a predetermined threshold.
  • a test may be performed which, if positive, confirms the indication and otherwise invalidates or disproves it. Actuation of the clutch can be done under specifications that are not derived from the needs of driving. Instead, the clutch may be actuated in a manner most advantageous for checking the indication of leakage.
  • a control device for controlling a clutch actuator with a master cylinder, a hydraulic line and a slave cylinder for actuating a clutch is configured to carry out the method described above.
  • control device can in particular additionally be set up to control an actuation of the clutch as a function of a request from a driving operation.
  • Intermediate results, parameters and expected measurements may be provided to the described method.
  • a known control device for a Kupplungsaktua- tor can be extended to determine a leakage at the actuator.
  • FIG. 3 is a diagram showing a clutch characteristic of the clutch of Fig. 1.
  • FIG. 1 shows a hydrostatic clutch actuator 100.
  • the clutch actuator 100 comprises a transmitter side 105 and a slave side 1 10. The two sides are fluidly connected to one another by means of a hydraulic path 11.
  • the encoder side 105 includes a master cylinder 120 which is closed with a master piston 125.
  • the master piston 125 can be displaced axially in the master cylinder 120 by means of a drive 130.
  • the drive 130 usually comprises an electric motor 135, which is connected by means of a conversion 140 with the master piston 125, wherein the reaction 140 may comprise, for example, a spindle drive.
  • a surge tank 145 is provided on the master cylinder 120 which holds hydraulic fluid at ambient pressure.
  • a connection opening 150 between the expansion tank 145 and the master cylinder 120 is released by the master piston 125 when it is moved far enough out of the master cylinder 120.
  • the master piston 125 is moved between a zero position and a maximum position to actuate a clutch; however, a snoop position is beyond the null position, so it must be approached explicitly to allow snooping.
  • a position sensor 155 is provided on the master cylinder 120, which determines an axial position of the master piston 125 in the master cylinder 120. It can also be provided a pressure sensor 160, which is arranged for example on the master cylinder 120. The thus determined hydraulic pressure can be used as a measure of the force exerted by the slave piston 170 on the clutch, inasmuch as can be determined by the pressure of a coupling force.
  • the slave side 1 10 includes a slave cylinder 165 which is closed on one side with a slave piston 170.
  • the hydraulically communicating system of slave cylinder 165, hydraulic line 1 15 and master cylinder 120 is filled with a hydraulic fluid 175.
  • the slave piston 170 acts axially on a coupling 180, which can interrupt or close a torque flow in a drive train, in particular on board a motor vehicle.
  • an actuation of the clutch 180 is caused by a displacement of the master piston 125 in the master cylinder 120, whereby hydraulic fluid 175 is conveyed from the master cylinder 120 via the hydraulic line 1 15 in the slave cylinder 165 and there, axially presses the slave piston 170 against a component of the coupling 180, so that the latter can absorb the torque. ment flow produces.
  • opening of the coupling 180 may also be effected with the same operation.
  • the clutch 180 may be comprised of a dual clutch on a dual clutch transmission, with a drive motor acting on both clutches 180 that drive different sized pairs of gear wheels acting on a common output shaft for driving a drive wheel of the motor vehicle. It is usually always only one of the clutches closed and the other opened.
  • the actuation of the clutch 180 and optionally also a change in engaged gear pairs can be controlled by means of a control device 185.
  • the control device 185 in particular controls the drive 130 and may be connected to sensors, in particular the position sensor 155 or the pressure sensor 160.
  • FIG. 2 shows a flow chart of a method 200 for determining a leakage at the clutch actuator 100 of FIG. 1.
  • the method 200 is set up in particular for running on the control device 185.
  • the method 200 begins in a step 205. Subsequently, one or more of the following steps 210 to 225 can be carried out successively or simultaneously. In this case, in each of the steps 210 to 225, a parameter is determined on the clutch actuator 100 in order to be evaluated later.
  • a snoop frequency is determined.
  • a snooping operation includes moving the master piston 125 in the master cylinder 120 to a snoop position so that fluid 175 can be equalized between the master cylinder 120 and the surge tank 145.
  • a control method for actuating the clutch 180 may be determined by a control method for actuating the clutch 180.
  • the control of the sniffing operations on the basis of parameters on the clutch actuator 100, so that a snooping as possible only takes place when a recalibration of the clutch actuator 100 due to parameters on Kupplungsak- tuator 100 was detected.
  • these snooping operations are observed over a predetermined period of time and their frequency determined.
  • a shift of a clutch characteristic is determined
  • Coupling characteristic describes a relationship between the position of the master piston 125 in the master cylinder 120 in relation to a clutch force, which can be determined for example by means of the pressure sensor 160, as described above.
  • the characteristic is usually plotted two-dimensional, wherein in the horizontal direction an increasing operation of the master piston 125 is applied. If the clutch characteristic curve shifts in the direction of increasing actuating values of the piston 125, this can be an indication of a leakage at the clutch actuator 100.
  • step 215 the speed of displacement of the
  • a clutch force at the maximum position of the master piston 125 is determined.
  • the clutch force can be determined by means of the pressure sensor 160 and the maximum position of the master piston 125 is the position that requires the farthest movement of the master piston 125 into the master cylinder 120 for actuating the clutch 180. This position is usually taken to fully actuate the clutch 180. If a predetermined actuation force is not reached at the maximum position, this can be interpreted as an indication of a leakage at the clutch actuator 100.
  • step 225 the coupling force, for example by means of the pressure sensor 160, at any other point of the actuation path of the master piston 125 in the slave piston 120 can be determined.
  • the master piston 125 can be moved in wide ranges in the master cylinder 120, and a drive method of the clutch actuator 100 can provide expectations of the clutch force at a predetermined operating position. If this coupling force is not achieved, this can be interpreted as an indication of a leak.
  • a step 230 the results of one or more of the steps 210 to 225 are compared with a respectively associated threshold value. If the assigned threshold exceeded, then the method 200 may return to step 205 and re-run. If one or all of the recorded parameters do not reach their assigned threshold values, it is determined that there is an indication of leakage.
  • This indication can optionally be checked by the clutch 180 being actuated in a step 235. This may require a permission from a parent Request process for actuating the clutch 180.
  • the higher-level process can be set up in particular for controlling the driving strategy, for example for selecting an engaged gear stage in the drive train of the motor vehicle in which the clutch 180 is arranged. If permission is given, it is preferably possible to actuate the clutch 180 up to the maximum position from a completely unactuated position.
  • a coupling force may be determined, for example by means of the pressure sensor 160.
  • it may then be determined whether the coupling force at the one or more positions exceeds predetermined values. In another embodiment, a minimum value may be predetermined, which must not be exceeded at any position of the master piston 125. If the provided coupling force is always sufficient, the method 200 may return to step 205 and run again. Otherwise, in a step 245, a message may be provided indicating there is a leak on the clutch actuator 100.
  • step 230 The securing of the findings of step 230 in steps 235 and 240 can also be skipped, so that the provision of the message in step 245 can directly follow step 230.
  • step 245 the method 200 may return to step 205 and go through again.
  • FIG. 3 shows a diagram 300 with an exemplary clutch characteristic curve 305.
  • a position 310 of the clutch actuator 100 or the master cylinder 125 and in the vertical direction a clutch force 315 are plotted.
  • a maximum coupling force is usually achieved at a maximum position 315 of the master piston 125.

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Abstract

Ein Kupplungsaktuator umfasst einen Geberzylinder, eine hydraulische Strecke und einen Nehmerzylinder zur Betätigung einer Kupplung. Ein Verfahren zum Bestimmen einer Leckage am Kupplungsaktuator umfasst Schritte des Bestimmens eines Parameters des Kupplungsaktuators, des Vergleichens des Parameters mit einem vorbestimmten Schwellenwert, des Bestimmens eines Hinweises auf eine Leckage, falls der Parameter den Schwellenwert übersteigt, und des Bereitstellens des Hinweises.

Description

Leckagebestimmung an einem hydraulischen Kupplungsaktuator
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Kupplungsaktuator. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bestimmung einer Leckage an dem Kupplungsaktuator.
Ein hydraulischer Kupplungsaktuator umfasst einen Geberzylinder und einen Nehmerzylinder, die mittels einer hydraulischen Strecke miteinander verbunden sind. Im Geberzylinder ist ein Geberkolben aufgenommen, der mittels eines Aktuators axial verschoben werden kann. Ein im Nehmerzylinder aufgenommener Nehmerkolben reflektiert diese Bewegung, vermittelt durch den Austausch eines hydraulischen Fluids zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder. Dabei ist der Nehmerkolben dazu eingerichtet, eine Kupplung zur Übertragung von Drehmoment in einem Antriebsstrang, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zu betätigen. In einer Ausführungsform wird die Kupplung mittels einer Kupplungsfeder geschlossen und die Betätigung bewirkt eine Öffnung der Kupplung, sodass kein Drehmoment über die Kupplung übertragen wird, während in einer anderen Ausführungsform die Betätigung ein
Aneinanderpressen von Reibelementen der Kupplung bewirkt, sodass Drehmoment über die Kupplung übertragen werden kann. Im letztgenannten Fall kann das Öffnen der Kupplung mittels einer Feder erfolgen.
Naturgemäß sind die hydraulischen Elemente des Kupplungsaktuators Toleranzen und einem Verschleiß unterworfen. Außerdem kann eine Temperaturabhängigkeit bestehen. Um ein Öff- nungs- oder Schließverhalten der Kupplung durch ein Positionieren des Geberkolbens ausreichend exakt steuern zu können, ist es daher erforderlich, einen Störfaktor zu berücksichtigen oder den hydraulischen Kupplungsaktuator von Zeit zu Zeit zu kalibrieren.
DE 10 2012 204 929 A1 betrifft ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Kupplung.
EP 2 516 878 A1 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Leckagebestimmung in einem automatischen elektro-hydraulischen Kupplungssystem. Dabei wird eine Leckage auf der Basis eines hydraulischen Drucks im Kupplungssystem bestimmt.
Bekannte Vorrichtungen zur Bestimmung einer Leckage an dem Kupplungsaktuator sind häufig aufwändig und können Elemente erfordern, die ihrerseits einem Verschleiß oder einer Ungenauigkeit unterworfen sind. Bekannte Verfahren zur Bestimmen einer Leckage am hydraulischen Kupplungsaktuator sind häufig nicht präzise genug oder nicht in allen Fahrzuständen eines Kraftfahrzeugs, an den die durch den Kupplungsaktuator betätigbare Kupplung eingesetzt wird, durchführbar. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Steuervorrichtung zur Leckagebestimmung an einem hydraulischen Kupplungsaktuator bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgaben mittels eines Verfahrens und eines Kupplungsaktuators mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Ein Kupplungsaktuator umfasst einen Geberzylinder, eine hydraulische Strecke und einen Nehmerzylinder zur Betätigung einer Kupplung. Ein Verfahren zum Bestimmen einer Leckage am Kupplungsaktuator umfasst Schritte des Bestimmens eines Parameters des Kupplungsaktuators, des Vergleichens des Parameters mit einem vorbestimmten Schwellenwert, des Bestimmens eines Hinweises auf eine Leckage, falls der Parameter den Schwellenwert übersteigt, und des Bereitstellens des Hinweises.
Die Erfindung kann insbesondere an einem Kupplungsaktuator vorteilhaft eingesetzt werden, der Teil eines Antriebsstrangs ist, etwa an Bord eines Kraftfahrzeugs. Durch das Bereitstellen des Hinweises kann beispielsweise eine Einrichtung oder ein Prozess zur übergeordneten Steuerung einer Fahrstrategie des Kraftfahrzeugs von der Leckage in Kenntnis gesetzt werden. Daraus kann eine Maßnahme abgeleitet werden, um das Kraftfahrzeug trotz der Leckage fahrtüchtig zu halten. Ist die Kupplung beispielsweise Teil einer Doppelkupplung an einem Doppelkupplungsgetriebe, so kann versucht werden, das Betätigen der Kupplung möglichst auszusetzen. Das Kraftfahrzeug kann dann unter bevorzugter Verwendung der anderen Kupplung weiter bewegt werden. Ferner kann eine Warnung an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden.
Durch das einfache Vergleichen eines am Kupplungsaktuator abgetasteten Parameters kann eine schnelle und sichere Bestimmung der Leckage erfolgen. Ein Abstimmen mehrerer Komponenten oder Parameter kann nicht erforderlich sein, sodass das Verfahren universell einsetzbar sein kann. Die Bestimmung der Leckage kann rasch erfolgen und eine Sensitivität der Leckagebestimmung kann durch entsprechende Wahl des Schwellenwerts verändert werden.
In einer ersten Variante weist der Parameter auf eine Verschiebung einer Kupplungskennlinie in Richtung eines vergrößerten Aktuatorwegs hin.
Die Kupplungskennlinie beschreibt, in welcher Weise eine auf die Kupplung ausgeübte Kraft von einer Position des Geberkolbens abhängt. Ist zur Erzielung einer vorbestimmten Kupplungskraft ein vergrößerter Aktuatorweg erforderlich, so kann dies auf eine Leckage am Kupplungsaktuator hinweisen. Insbesondere dann, wenn eine Neukalibrierung des hydraulischen Kupplungsaktuators nicht stattfindet, können sich kleine Fehler akkumulieren und zu einer signifikanten Verschiebung der Kupplungskennlinie führen, die eindeutig und schnell nachweisbar ist.
Zur Kalibrierung des hydraulischen Kupplungsaktuators kann bedingungs- oder zeitgesteuert ein Schnüffelvorgang durchgeführt werden. Dabei wird ein Druck im Geberzylinder möglichst an einen Umgebungsdruck angenähert und eine Verbindung zu einem unter Umgebungsdruck stehenden Ausgleichsbehälter geöffnet. Der Ausgleichsbehälter enthält hydraulisches Fluid und es kann ein Austausch von Fluid zwischen dem Geberzylinder und dem Ausgleichsbehälter erfolgen, um nach dem Schließen der Verbindung eine bekannte Ausgangssituation im hydraulischen Kupplungsaktuator zu erzeugen. Durch Schnüffelvorgänge können sich kleine Effekte, die beispielsweise durch eine Leckage im Bereich des Geber- oder Nehmerkolbens ergeben, nicht zu einem größeren Effekt akkumulieren.
In einer weiteren Ausführungsform wird daher vorgeschlagen, dass der Parameter eine Häufigkeit von Schnüffelvorgängen umfasst. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Schnüffelvorgang ereignisgesteuert ausgelöst wird. Existierende Strategien zur Steuerung eines Schnüffelvorgangs können vorteilhaft weiter verwendet werden. So kann eine mittelbare Bestimmung einer Leckage am Kupplungsaktuator erfolgen.
Der Parameter kann auch die Geschwindigkeit einer Verschiebung der Kupplungskennlinie betreffen. Je schneller die Kupplungskennlinie verschoben wird, desto größer ist üblicherweise eine Menge von Fluid, die aus dem abgeschlossenen System zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder entweicht. So kann auf der Basis der Geschwindigkeit der Verschiebung eine eindeutige und zuverlässige Bestimmung eines Hinweises auf eine Leckage erfolgen.
In einer weiteren Variante, die mit der oben beschriebenen Variante kombinierbar ist, weist der erwähnte Parameter auf eine Kupplungskraft hin. Die Kupplungskraft ist eine durch den Kupplungsaktuator hervorgerufene Betätigungskraft der Kupplung.
In einer Ausführungsform ist der Schwellenwert von der Position des Kupplungsaktuators abhängig. Ein Verfahren zum Steuern des Kupplungsaktuators, um die Kupplung zu betätigen, kann eine vorbestimmte Position bereitstellen, an der eine vorbestimmte Kupplungskraft erwartet wird. Wird an der vorbestimmten Position jedoch nur eine geringere Kupplungskraft erzielt, so kann auf einen Hinweis auf Vorliegen einer Leckage geschlossen werden.
Die Position des Kupplungsaktuators kann im Bereich seiner Maximalposition liegen. Die Maximalposition entspricht üblicherweise derjenigen Position des Geberkolbens im Geberzylinder, die zu einer maximalen Betätigung der Kupplung führt und über die hinaus der Geber- kolben allgemein nicht angetrieben werden kann. Diese Position wird regelmäßig beim vollständigen Betätigen der Kupplung angefahren. Einer Steuerung des Kupplungsaktuators können vorgesehene Parameter an dieser Position bekannt sein und ein Vergleich des bestimmten Parameters mit einem der erwarteten Parameter kann einfach und schnell durchführbar sein.
Das Verfahren kann ferner Schritte des Betätigens der Kupplung mittels des Kupplungsaktuators und des Bestätigens des zuvor bestimmten Hinweises umfassen, falls eine Kupplungskraft an einer beliebigen Stelle des Betätigungswegs des Kupplungsaktuators unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Anders ausgedrückt kann im Fall des Vorliegens des Hinweises auf eine Kupplungsleckage ein Test durchgeführt werden, der, wenn er positiv verläuft, den Hinweis bestätigt und ihn andernfalls entkräftet bzw. widerlegt. Das Betätigen der Kupplung kann unter Vorgaben erfolgen, die nicht aus Notwendigkeiten des Fahrbetriebs stammen. Stattdessen kann die Kupplung in einer Weise betätigt werden, wie es für die Überprüfung des Hinweises auf die Leckage am vorteilhaftesten ist.
Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung zur Steuerung eines Kupplungsaktuators mit einem Geberzylinder, einer hydraulischen Strecke und einem Nehmerzylinder zur Betätigung einer Kupplung ist dazu eingerichtet, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen.
Dabei kann die Steuervorrichtung insbesondere zusätzlich dazu eingerichtet sein, eine Betätigung der Kupplung in Abhängigkeit einer Anforderung aus einem Fahrbetrieb zu steuern. Zwischenergebnisse, Parameter und erwartete Messwerte können dem beschriebenen Verfahren bereitgestellt werden. Eine bekannte Steuervorrichtung für einen Kupplungsaktua- tor kann so dazu erweitert werden, eine Leckage am Aktuator zu bestimmen.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
Fig. 1 einen hydrostatischen Kupplungsaktuator;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen einer Leckage am Kupplungsaktuator von Fig. 1 und
Fig. 3 ein Diagramm mit einer Kupplungskennlinie der Kupplung von Fig. 1 darstellt. Fig. 1 zeigt einen hydrostatischen Kupplungsaktuator 100. Der Kupplungsaktuator 100 umfasst eine Geberseite 105 und eine Nehmerseite 1 10. Die beiden Seiten sind mittels einer hydraulischen Strecke 1 15 fluid miteinander verbunden.
Die Geberseite 105 umfasst einen Geberzylinder 120, der mit einem Geberkolben 125 abgeschlossen ist. Der Geberkolben 125 kann mittels eines Antriebs 130 axial im Geberzylinder 120 verschoben werden. Der Antrieb 130 umfasst üblicherweise einen Elektromotor 135, der mittels einer Umsetzung 140 mit dem Geberkolben 125 verbunden ist, wobei die Umsetzung 140 beispielsweise einen Spindeltrieb umfassen kann,.
In einer Ausführungsform ist am Geberzylinder 120 ein Ausgleichsbehälter 145 vorgesehen, der hydraulisches Fluid unter Umgebungsdruck bereithält, vorgesehen. Eine Verbindungsöffnung 150 zwischen dem Ausgleichsbehälter 145 und dem Geberzylinder 120 wird durch den Geberkolben 125 freigegeben, wenn dieser weit genug aus dem Geberzylinder 120 hinausbewegt wird. Üblicherweise wird der Geberkolben 125 zwischen einer Nullposition und einer Maximalposition bewegt, um eine Kupplung zu betätigen; eine Schnüffelposition liegt jedoch jenseits der Nullposition, so dass sie explizit angefahren werden muss, um einen Schnüffelvorgang zu ermöglichen.
Bevorzugterweise ist am Geberzylinder 120 ein Positionssensor 155 vorgesehen, der eine axiale Position des Geberkolbens 125 im Geberzylinder 120 bestimmt. Es kann auch ein Drucksensor 160 vorgesehen sein, der beispielsweise am Geberzylinder 120 angeordnet ist. Der solchermaßen bestimmte hydraulische Druck kann als Maß für die Kraft verwendet werden, die der Nehmerkolben 170 auf die Kupplung ausübt, insofern kann über den Druck auch eine Kupplungskraft bestimmt werden.
Die Nehmerseite 1 10 umfasst einen Nehmerzylinder 165, der einseitig mit einem Nehmerkolben 170 abgeschlossen ist. Das hydraulisch kommunizierende System aus Nehmerzylinder 165, hydraulischer Strecke 1 15 und Geberzylinder 120 ist mit einem hydraulischen Fluid 175 gefüllt. Der Nehmerkolben 170 wirkt axial auf eine Kupplung 180, die einen Drehmomentfluss in einem Antriebsstrang, insbesondere an Bord eines Kraftfahrzeugs, unterbrechen oder schließen kann.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird im Folgenden davon ausgegangen, dass eine Betätigung der Kupplung 180 durch ein Verschieben des Geberkolbens 125 in den Geberzylinder 120 hinein hervorgerufen wird, wodurch hydraulisches Fluid 175 vom Geberzylinder 120 über die hydraulische Strecke 1 15 in den Nehmerzylinder 165 befördert wird und dort den Nehmerkolben 170 axial an ein Bauteil der Kupplung 180 presst, sodass diese den Drehmo- mentfluss herstellt. In einer anderen Ausführungsform kann mit dem gleichen Vorgang auch ein Öffnen der Kupplung 180 bewirkt werden.
Die Kupplung 180 kann von einer Doppelkupplung an einem Doppelkupplungsgetriebe umfasst sein, wobei ein Antriebsmotor auf beide Kupplungen 180 wirkt, die unterschiedlich dimensionierte Gangradpaare antreiben, die auf eine gemeinsame Abtriebswelle zum Antrieb eines Antriebsrads des Kraftfahrzeugs wirken. Dabei ist üblicherweise immer nur eine der Kupplungen geschlossen und die andere geöffnet. Das Betätigen der Kupplung 180 und gegebenenfalls auch ein Wechsel eingelegter Gangradpaare kann mittels einer Steuereinrichtung 185 gesteuert werden. Die Steuereinrichtung 185 steuert insbesondere den Antrieb 130 und kann mit Sensoren, insbesondere dem Positionssensor 155 oder dem Drucksensor 160, verbunden sein.
Am Kupplungsaktuator 100 kann eine Leckage vorliegen, die bewirkt, dass Fluid 175 aus dem hydraulischen System aus dem Geberzylinder 120, der hydraulischen Strecke 115 und des Nehmerzylinders 165 entweicht. Grund hierfür kann beispielsweise eine Undichtigkeit des Geberkolbens 125 im Geberzylinder 120 oder des Nehmerkolbens 170 im Nehmerzylinder 165 sein. Eine Beschädigung, eine schadhafte Stelle oder eine alterungsbedingte Undichtigkeit, die Fluid 175 nach außen austreten lassen, sind ebenfalls möglich. Um die Kupplung 180 genauer steuern zu können, wird vorgeschlagen, das Vorliegen einer Leckage mittels eines Verfahrens zu bestimmen.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zum Bestimmen einer Leckage am Kupplungsaktuator 100 von Fig. 1. Das Verfahren 200 ist insbesondere zum Ablaufen auf der Steuereinrichtung 185 eingerichtet.
Das Verfahren 200 beginnt in einem Schritt 205. Im Anschluss daran können einer oder mehrere der folgenden Schritte 210 bis 225 nacheinander oder gleichzeitig durchgeführt werden. Dabei wird in jedem der Schritte 210 bis 225 ein Parameter am Kupplungsaktuator 100 bestimmt, um später ausgewertet zu werden.
In einem Schritt 210 wird eine Schnüffelhäufigkeit bestimmt. We oben beschrieben ist, umfasst ein Schnüffelvorgang das Verfahren des Geberkolbens 125 im Geberzylinder 120 in eine Schnüffelposition, sodass ein Ausgleich von Fluid 175 zwischen dem Geberzylinder 120 und dem Ausgleichsbehälter 145 stattfinden kann. Wann ein Schnüffelvorgang ausgelöst wird, kann durch ein Steuerverfahren zum Betätigen der Kupplung 180 bestimmt werden.
Bevorzugterweise erfolgt die Steuerung der Schnüffelvorgänge auf der Basis von Parametern am Kupplungsaktuator 100, sodass ein Schnüffelvorgang möglichst nur dann erfolgt, wenn eine Neukalibrierung des Kupplungsaktuators 100 aufgrund von Parametern am Kupplungsak- tuator 100 festgestellt wurde. Im Schritt 210 des Verfahrens 200 werden diese Schnüffelvorgänge über einen vorbestimmten Zeitraum beobachtet und ihre Häufigkeit bestimmt.
In einem Schritt 215 wird eine Verschiebung einer Kupplungskennlinie bestimmt, die
Kupplungskennlinie beschreibt einen Zusammenhang zwischen der Position des Geberkolbens 125 im Geberzylinder 120 im Verhältnis zu einer Kupplungskraft, die beispielsweise mittels des Drucksensors 160 bestimmt werden kann, wie oben beschrieben ist. Die Kennlinie wird üblicherweise zweidimensional angetragen, wobei in horizontaler Richtung eine ansteigende Betätigung des Geberkolbens 125 angetragen ist. Verschiebt sich die Kupplungskennlinie in Richtung steigender Betätigungswerte des Kolbens 125, so kann dies ein Hinweis auf eine Leckage am Kupplungsaktuator 100 sein.
In einer Variante kann im Schritt 215 auch die Geschwindigkeit der Verschiebung der
Kupplungskennlinie in Richtung erhöhte Betätigungswege erfasst werden.
Im Schritt 220 wird eine Kupplungskraft an der Maximalposition des Geberkolbens 125 bestimmt. Die Kupplungskraft kann mittels des Drucksensors 160 bestimmt werden und die Maximalposition des Geberkolbens 125 ist diejenige Position, die zur Betätigung der Kupplung 180 das weiteste Verfahren des Geberkolbens 125 in den Geberzylinder 120 erfordert. Diese Position wird üblicherweise eingenommen, um die Kupplung 180 vollständig zu betätigen. Wird an der Maximalposition eine vorbestimmte Betätigungskraft nicht erreicht, so kann dies als Hinweis auf eine Leckage am Kupplungsaktuator 100 aufgefasst werden.
Im Schritt 225 kann die Kupplungskraft, beispielsweise mittels des Drucksensors 160, an einer beliebigen anderen Stelle des Betätigungswegs des Geberkolbens 125 im Nehmerkolben 120 bestimmt werden. Während des Betätigens der Kupplung 180 kann der Geberkolben 125 in weiten Bereichen im Geberzylinder 120 verfahren werden, wobei ein Ansteuerverfahren des Kupplungsaktuators 100 Erwartungen an die Kupplungskraft an einer vorbestimmten Betätigungsposition bereitstellen kann. Wird diese Kupplungskraft nicht erreicht, so kann dies als Hinweis auf eine Leckage gewertet werden.
In einem Schritt 230 werden die Ergebnisse eines oder mehrerer der Schritte 210 bis 225 mit einem jeweils zugeordneten Schwellenwert verglichen. Wrd der zugeordnete Schwellenwert überstiegen, so kann das Verfahren 200 zum Schritt 205 zurückkehren und erneut durchlaufen. Erreichen einer oder alle der aufgenommenen Parameter ihre zugeordneten Schwellenwerte nicht, so wird bestimmt, dass ein Hinweis auf eine Leckage vorliegt.
Dieser Hinweis kann optional noch überprüft werden, indem in einem Schritt 235 die Kupplung 180 betätigt wird. Dazu kann es erforderlich sein, eine Erlaubnis von einem übergeordneten Prozess zur Betätigung der Kupplung 180 zu beantragen. Der übergeordnete Prozess kann insbesondere zur Steuerung der Fahrstrategie, beispielsweise zur Wahl einer eingelegten Gangstufe im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs, in dem die Kupplung 180 angeordnet ist, eingerichtet sein. Wird die Erlaubnis erteilt, so kann bevorzugterweise von einer vollständig unbetätigten Position aus eine Betätigung der Kupplung 180 bis in die Maximalposition erfolgen.
An einer oder mehreren Positionen während dieser Betätigung kann eine Kupplungskraft, beispielsweise mittels des Drucksensors 160, bestimmt werden. In einem nachfolgenden Schritt 240 kann dann bestimmt werden, ob die Kupplungskraft an der einen oder den mehreren Positionen vorbestimmte Werte übersteigen. In einer anderen Ausführungsform kann ein Minimalwert vorgegeben sein, der an keiner Position des Geberkolbens 125 unterschritten sein darf. Ist die bereitgestellte Kupplungskraft stets ausreichend, so kann das Verfahren 200 zum Schritt 205 zurückkehren und erneut durchlaufen. Andernfalls kann in einem Schritt 245 eine Meldung bereitgestellt werden, dass ein Hinweis auf eine Leckage am Kupplungsaktuator 100 vorliegt.
Die Sicherung der Erkenntnisse des Schritts 230 in den Schritten 235 und 240 kann auch übersprungen werden, sodass das Bereitstellen der Meldung im Schritt 245 unmittelbar auf den Schritt 230 folgen kann. Nach dem Schritt 245 kann das Verfahren 200 zum Schritt 205 zurückkehren und erneut durchlaufen.
Figur 3 zeigt ein Diagramm 300 mit einer exemplarischen Kupplungskennlinie 305. In horizontaler Richtung ist eine Position 310 des Kupplungsaktuators 100 bzw. des Geberzylinders 125 und in vertikaler Richtung eine Kupplungskraft 315 angetragen. Eine maximale Kupplungskraft wird üblicherweise an einer Maximalposition 315 des Geberkolbens 125 erreicht.
Bezugszeichenliste
100 Kupplungsaktuator
105 Geberseite
110 Nehmerseite
115 hydraulische Strecke
120 Geberzylinder
125 Geberkolben
130 Antrieb
135 Elektromotor
140 Umsetzung
145 Ausgleichsbehälter
150 Verbindungsöffnung
155 Positionssensor
160 Drucksensor
165 Nehmerzylinder
170 Nehmerkolben
175 hydraulisches Fluid
180 Kupplung
185 Steuereinrichtung
200 Verfahren
205 Start
210 Bestimmen Schnüffelhäufigkeit
215 Bestimmen Verschiebung Kupplungskennlinie
220 Bestimmen Kupplungskraft an Maximalposition
225 Bestimmen Kupplungskraft
230 Leckageverdacht?
235 Betätigen Kupplung
240 Kupplungskraft ausreichend?
245 Meldung bereitstellen
300 Diagramm
305 Kupplungskennlinie
310 Position
315 Kupplungskraft
320 Maximalposition

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren (200) zum Bestimmen einer Leckage an einem hydraulischen Kupplungsak- tuator (100), wobei der Kupplungsaktuator (100) einen Geberzylinder (120), eine hydraulische Strecke und einen Nehmerzylinder (165) zur Betätigung einer Kupplung (180) umfasst, und das Verfahren (200) folgende Schritte umfasst:
Bestimmen (210-225) eines Parameters des Kupplungsaktuators (100);
Vergleichen (230) des Parameters mit einem vorbestimmten Schwellenwert;
Bestimmen (230) eines Hinweises auf eine Leckage, falls der Parameter den Schwellenwert übersteigt, und
Bereitstellen (245) des Hinweises.
2. Verfahren (200) nach Anspruch 1 , wobei der Parameter auf eine Verschiebung einer Kupplungskennlinie (305) in Richtung eines vergrößerten Aktuatorwegs hinweist.
3. Verfahren (200) nach Anspruch 2, wobei der Parameter eine Häufigkeit von Schnüffelvorgängen umfasst.
4. Verfahren (200) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Parameter die Geschwindigkeit der Verschiebung der Kupplungskennlinie (305) betrifft.
5. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Parameter auf eine Kupplungskraft (315) hinweist.
6. Verfahren (200) nach Anspruch 5, wobei der Schwellenwert von der Position (310) des Kupplungsaktuators (100) abhängig ist.
7. Verfahren (200) nach Anspruch 6, wobei die Position (310) des Kupplungsaktuators (100) im Bereich seiner Maximalposition liegt.
8. Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner folgende Schritte umfassend:
Betätigen (235) der Kupplung mittels des Kupplungsaktuators (100) und
Bestätigen (240) des Hinweises, falls eine Kupplungskraft (315) an einer beliebigen Stelle des Betätigungswegs des Kupplungsaktuators (100) unter einem vorbestimmten Schwellenwerts liegt.
9. Steuervorrichtung (185) zur Steuerung eines Kupplungsaktuators (100) mit einem Geberzylinder (120), einer hydraulischen Strecke (1 15) und einem Nehmerzylinder (165) zur Betätigung einer Kupplung (180), wobei die Steuervorrichtung (185) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche durchzuführen.
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