Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung einer Dichtheit eines Ventils in einem Hydraulikkreislauf eines Kupplungsbetätigungssystems, bei welchem eine Kupplung von einer in dem Hydraulikkreislauf zirkulierenden Hydraulikflüssigkeit in ih rer Position verändert wird, indem die Hydraulikflüssigkeit auf einen die Kupplung be tätigenden Kupplungsnehmerzylinder einwirkt, wobei das Ventil geöffnet ist, wenn die Kupplung in eine Endlage zur Öffnung der Kupplung verschoben wird.

Es sind Hybridgetriebe bekannt, welche einen Verbrennungsmotor und zwei Elektro motoren umfassen. Die Antriebsenergie des Verbrennungsmotors wird über einen als Generator wirkenden Elektromotor in elektrische Energie umgesetzt, welche zum An trieb des am Abtrieb positionierten weiteren Elektromotors genutzt wird, der diese elektrische Energie wieder in mechanische Rotationsenergie umwandelt. Zwischen den Elektromotoren ist eine Trennkupplung angebracht, mit deren Hilfe die mechani sche Rotationsenergie auch direkt vom Verbrennungsmotor an die Räder übertragen wird.

Die Trennkupplung wird über eine Hydraulik angesteuert. Um die Trennkupplung zu schließen, wird Hydraulikflüssigkeit in einen die Kupplung verstellenden Kupplungs nehmerzylinder gepumpt. Mit Hilfe eines Ablassventils wird die Hydraulikflüssigkeit abgelassen, um die Trennkupplung zu öffnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung einer Dichtheit eines Ventils in einem Hydraulikkreislauf eines Kupplungsbetätigungssys tems anzugeben, bei welchem der Wartungsaufwand des Ventils reduziert werden kann.

Die Aufgabe ist durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Bei einem Verfahren zur Verbesserung einer Dichtheit eines Ventils in einem Hydrau likkreislauf eines Kupplungsbetätigungssystems, bei welchem eine Kupplung von ei ner in dem Hydraulikkreislauf zirkulierenden Hydraulikflüssigkeit in ihrer Position ver ändert wird, indem die Hydraulikflüssigkeit auf einen die Kupplung betätigenden Kupp lungsnehmerzylinder einwirkt, wobei das Ventil geöffnet ist, wenn die Kupplung in eine Endlage zur Öffnung der Kupplung verschoben wird, wird während der Öffnung des Ventils ein maximaler Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit zur vollständigen Öff nung des Ventils durch das Ventil gefördert. Indem das Ventil von dem maximalen Vo lumenstrom der Hydraulikflüssigkeit durchströmt wird, wird der zum Verschluss des Ventils benötigte mechanische Bestandteil nach außen gedrückt, wodurch das Ventil seine maximale Öffnungsweite annimmt. Beim Schließen des Ventils legt der mecha nische Bestandteil, beispielsweise eine Schiebemuffe, einen größeren Weg zurück, der eine höhere Schließgeschwindigkeit beim Aufprall des mechanischen Bestandteils in einen Endanschlag ermöglicht, wodurch die Dichtheit des Ventils erhöht wird. Dadurch kann auf Wartungsarbeiten bei auftretenden Undichtigkeiten des Ventils ver zichtet werden.

In einer weiteren Ausführungsform wird bei einer Aufforderung zum Schließen der Kupplung das Ventil mit einem maximalen Schließparameter angesteuert und die Hydraulikflüssigkeit in den Kupplungsnehmerzylinder gefördert. Durch die Wahl des maximalen Schließparameters wird die höchstmögliche Schließgeschwindigkeit des mechanischen Bestandteiles eingestellt.

In einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Schließen des Ventils der Volu menstrom in den Kupplungsnehmerzylinder gefördert und der Schließparameter des Ventils auf ein Niveau reduziert, bei welchem das Ventil im geschlossenen Zustand gehalten wird. Dadurch wird das Ventil mit einem minimalen Aufwand zuverlässig im geschlossenen Zustand gehalten.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Ventil elektrisch angesteuert und zum Schließen des Ventils eine maximale elektrische Spannung an das Ventil angelegt. Durch die Anordnung des Ventils in einem elektrischen Regelkreis lässt sich dieser Verfahrensschritt einfach realisieren. In einerweiteren Ausführungsform wird die elektrische Spannung nach dem Schlie ßen des Ventils auf eine Haltespannung reduziert. Dadurch wird weniger elektrische Leistung benötigt, wodurch der Energiehaushalt des Hydraulikkreislaufes verbessert wird.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Ansteuerung des Ventils in einen Regelkreis integriert, durch welchen zyklisch ein Nachpumpen der Hydraulikflüssigkeit zum Schließen der Kupplung mit einem Ablassen der Hydraulikflüssigkeit über das Ventil zum Öffnen der Kupplung wechselt, wobei zum Ablassen der Hydraulikflüssigkeit über das Ventil der maximale Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit eingestellt wird. Somit wird eine Nachpumpfrequenz so niedrig wie möglich gehalten. Die Reduzierung der Nachpumpfrequenz ist darauf zurückzuführen, dass auf Grund des dichten Ventiles ein Druckabfall in dem Kupplungsnehmerzylinder verhindert wird, weshalb auf ein zum Schließen des Kupplung notwendiges Nachpumpen der Hydraulikflüssigkeit in den Kupplungsnehmerzylinder verzichtet werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Ansteuerung des Ventils durch ein Steuergerät, welches gleichzeitig eine Pumpe zur Förderung des Volumenstromes der Hydraulikflüssigkeit zum Kupplungsnehmerzylinder antreibt. Das Verfahren zur Ein stellung der Dichtheit des Ventils zeichnet sich somit durch einen reduzierten Hard wareaufwand aus.

In einer weiteren Ausführungsform wird als Ventil ein Ablassventil verwendet, welches in einem Leitungsabzweig zwischen Pumpe und Kupplungsnehmerzylinder positioniert ist, wobei zur Bildung des Hydraulikkreislaufes die über das Ablassventil in eine Hyd raulikflüssigkeitsquelle abgegebene Hydraulikflüssigkeit der Pumpe zugeführt wird.

Der Betrieb des Hydraulikkreislaufes kann somit mit einer annähernd konstanten Menge der Hydraulikflüssigkeit erfolgen.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.

Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für einen Antriebsstrang mit einer Trennkupp lung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geprüft wird,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für ein Kupplungsbetätigungssystem mit einer rein hydraulisch betriebenen Aktoreinrichtung,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4 eine Darstellung des Ventilverhaltens gemäß des erfindungsgemäßen

Verfahrens

Fig. 5 eine Darstellung des Ventilverhaltens nach dem Stand der Technik.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel für einen Antriebsstrang mit einer Trennkupplung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geprüft wird, dargestellt. Der Antriebs strang ist als Flybridantriebsstrang eines Fahrzeuges ausgebildet. Bei diesem Hybrid antriebsstrang 1 ist zwischen einem Verbrennungsmotor 2 und einem Abtrieb 3, der durch Fahrzeugräder gezeigt ist, ein erster Elektromotor 4 abtriebsseitig angeordnet, der ein erstes Antriebsdrehmoment bereitstellen kann. Über eine Hybridtrennkupplung 5 ist der erste Elektromotor 4 mit einem zweiten Elektromotor 6 gekoppelt, der wiede rum starr mit dem Verbrennungsmotor 2 verbunden ist. Dabei ist eine Kurbelwelle 7 des Verbrennungsmotors 2 mit einem Rotor 8 des zweiten Elektromotors 6 drehfest verbunden. Der zweite Elektromotor 6 und der Verbrennungsmotor 2 sind gemeinsam mit dem Abtrieb 3 verbindbar. Der zweite Elektromotor 6 und der Verbrennungsmotor 2 sind mit einem Kupplungseingang 9 der Hybridtrennkupplung 5 verbunden. Bei ge schlossener Hybridtrennkupplung 5 können der zweite Elektromotor 6 das zweite An triebsdrehmoment und der Verbrennungsmotor 2 das dritte Antriebsdrehmoment an den Abtrieb 3 gemeinsam übertragen. Beide Elektromotoren 4, 6 sind als permanent erregte Synchronmotoren ausgebildet.

Mit einem Kupplungsausgang 10 der Hybridtrennkupplung 5 ist der erste Elektromotor 4 verbunden, der das erste Antriebsmoment bereitstellt. Der erste Elektromotor 4 weist einen Rotor 11 auf, der mit dem Kupplungsausgang 10 drehtest und auch mit dem Abtrieb 3 verbunden ist.

Der erste Elektromotor 4, der zweite Elektromotor 6 und der Verbrennungsmotor 2 sind in Reihe geschaltet und die Hybridtrennkupplung 5 ist zwischen dem ersten Elektromotor 4 und dem Verbrennungsmotor 2 sowie zwischen dem ersten Elektromo tor 4 und dem zweiten Elektromotor 6 wirksam angeordnet. Ist die Hybridtrennkupp lung 5 geschlossen, kann der erste Elektromotor 4 das erste Antriebsdrehmoment und der zweite Elektromotor 6 das zweite Antriebsdrehmoment an den Abtrieb 3 abgeben. Ob der Verbrennungsmotor 2 das dritte Antriebsdrehmoment bereitstellt und bei ge schlossener Hybridtrennkupplung 5 ebenfalls an den Abtrieb 3 abgibt, hängt davon ab, welche Drehzahl an dem Verbrennungsmotor 2 anliegt.

Wenn zumindest der zweite Elektromotor 6 das zweite Antriebsdrehmoment bereit stellt, dreht der Verbrennungsmotor 2 mit einer ersten Drehzahl. Wenn die erste Dreh zahl unterhalb einer Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotor 2 liegt, läuft der Ver brennungsmotor 2 freidrehend und wird mitgeschleppt. Dabei liegt ein Schleppmo ment des Verbrennungsmotors 2 vor, welches dem zweiten Antriebsdrehmoment ent gegenwirkt.

Wenn die erste Drehzahl einer Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors 2 entspricht oder darüber liegt, kann der Verbrennungsmotor 2 aktiv betrieben werden und stellt dann das dritte Antriebsdrehmoment bereit. Dabei summiert sich das dritte Antriebs drehmoment zusammen mit dem ersten Antriebsdrehmoment und, wenn auch der zweite Elektromotor 6 betrieben wird, mit dem zweiten Antriebsdrehmoment zu einem Gesamtantriebsdrehmoment auf, welches bei geschlossener Hybridtrennkupplung 5 an dem Abtrieb 3 zum Antreiben des Hybridfahrzeuges anliegt.

Es besteht aber auch die Möglichkeit den zweiten Elektromotor 6 als Generator zur Umsetzung der Antriebsenergie des Verbrennungsmotors 2 in elektrische Energie wirken zu lassen, wobei die durch den zweiten Elektromotor 6 erzeugte elektrische Energie zum Antrieb des ersten Elektromotors 4 genutzt wird, der diese elektrische Energie wieder in Rotationsenergie für den Abtrieb 3 umwandelt. In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für ein Kupplungsbetätigungssystem mit einer rein hydraulisch betriebenen Aktoreinrichtung gezeigt, die im weiteren als Hydraulikeinrich tung 12 bezeichnet wird. Diese Hydraulikeinrichtung 12 umfasst eine Pumpe 13, die auf einer Seite einer Kühlmittelleitung 14 angebunden ist. Die Kühlmittelleitung 14 verbringt eine Hydraulikflüssigkeit 15, beispielsweise Öl, zu einem ersten Verbraucher 16 in Form eines Wärmetauschers, welcher beispielsweise die beiden Elektromotoren 4, 6 kühlt.

Auf der anderen Seite ist die Pumpe 13 mit einer Aktuierungsleitung 17 verbunden.

Die Aktuierungsleitung 17 ist vorbereitet, um die Hydraulikflüssigkeit 15 zu einem zweiten Verbraucher in Form eines Kupplungsnehmerzylinder 18 zu verbringen, der die Hybridtrennkupplung 5 des Hybridantriebsstranges 1 betätigt. Grundsätzlich ist in beiden Leitungen, wie der Kühlmittelleitung 14 und der Aktuierungsleitung 17, diesel be Hydraulikflüssigkeit 15 enthalten. An die Aktuierungsleitung 17 ist als weiterer Ver braucher ein Parksperrenbetätiger 19 angeschlossen, der auf eine Parksperre 20 wirkt. Ein Schaltventil 21 ist so in die Kühlmittelleitung 14 und/oder die Aktuierungslei tung 17 eingebunden, dass die Hydraulikflüssigkeit 15 gezielt dem Kupplungsneh merzylinder 18 und/oder dem Parksperrenbetätiger 19 zuführbar ist.

Die Pumpe 13 ist dabei als elektrisch angetriebene Reversierpumpe ausgebildet, die eine erste Förderrichtung ermöglicht, um die Hydraulikflüssigkeit 15 bedarfsgerecht der Kühlaufgabe zuzuführen, wobei die Pumpe 13 in einer zweiten Förderrichtung die Hydraulikflüssigkeit 15 einer oder mehreren Aktuierungsfunktionen, wie beispielsweise im vorliegenden Fall der Kupplungs- und/oder Parksperrenfunktion, zuführt. Die Pum pe 13 wird von einem Elektromotor 22 angetrieben, der von einem dezentralen Steu ergerät 23 angesteuert wird. Die Pumpe 13, der Elektromotor 22 und das dezentrale Steuergerät 23 bilden dabei einen elektrischen Pumpenaktor. Als Hydraulikflüssig keitsquelle 24 wird für alle Verbraucher 16, 18, 19 eine Art Getriebesumpf verwendet. Das dezentrale Steuergerät 23 der Pumpe 13 ist über einen CAN-Bus 25 mit einem die gesamte Antriebseinheit steuernden Fahrzeugsteuergerät 26 verbunden.

Um die Parksperre 20 zu schließen, gibt ein Haltemagnet 27, welcher an einem Kol ben 28 eines Hydraulikzylinders 29 des Parksperrenbetätigers 19 angebunden ist, den in dem Parksperrenbetätiger 19 enthaltenen Kolben 28 frei. Da der Kolben 28 über ei ne Rückstellfeder 30 gegenüber einem Gehäuse des Parksperrenbetätigers 19 vorge spannt ist, wird nach Freigabe durch den Haltemagnet 27 der Kolben 28 durch die Rückstellfeder 30 betätigt, weshalb die Hydraulikflüssigkeit 15 aus dem Parksperren betätiger 19 zurück in die Aktuierungsleitung 17 gedrückt wird.

Ein Ablassventil 31 ist zwischen der Pumpe 14 und der Hydraulikflüssigkeitsquelle 24 und ein Drucksensor 32 in der Aktuierungsleitung 17 zwischen der Pumpe 13 und dem Kupplungsnehmerzylinder 18 positioniert.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Verfahren wird über eine Software verwirklicht, die in dem Steuergerät 23 hinter legt ist. Im Block 100 wird das Verfahren gestartet und im Block 110 initialisiert. Im Block 120 gibt das Fahrzeugsteuergerät 26 einen Kupplungssollzustand KSZ „Offen“ vor. Dazu wird durch das Steuergerät 23 das Ablassventil 31 geöffnet und mit dem an der Pumpe 13 eingestellten maximalen Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit 15 ge spült (Block 140). Diese Spülung erfolgt für eine einstellbare Zeitdauer nachdem der Kupplungssollzustand KSZ „Offen“ angefordert wird. Durch die Spülung mit dem ma ximalen Volumenstrom wird ein als Schiebemuffe ausgebildeter Ventilschieber 34, der zum Verschließen des Ablassventils 31 genutzt wird, aus dem Ablassventil 31 nach außen verschoben. Wird im Block 150 vom Fahrzeugsteuergerät 26 ein Kupplungs sollzustand KSZ „geschlossen“ vorgegeben, steuert das Steuergerät 23 das Ablass ventil 31 mit einer maximalen Spannung Umax an, wodurch der Ventilschieber 34 mit einer hohen Geschwindigkeit innerhalb des Ablassventils 31 in eine Endlage verbracht wird und das Ablassventil 31 schließt. Anschließend wird im Block 160 durch das Steuergerät 23 die Pumpe 13 so angesteuert, dass die Hydraulikflüssigkeit 15 in den Kupplungsnehmerzylinder 18 gepumpt wird, um die Hybridtrennkupplung 5 zu schlie ßen. Um den geschlossenen Zustand des Ablassventils 31 beizubehalten, wird die am Ablassventil 31 anliegende elektrische Spannung Umax auf eine minimale Halte spannung UiHait abgesenkt. In Fig. 4 ist eine Prinzipdarstellung des Ventilverhaltens bei den verschiedenen Zu ständen der Hybridtrennkupplung 5 dargestellt. Fig. 4a zeigt, dass bei geöffneter Hyb ridtrennkupplung 5 der Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit 15 in einen Leitungsab zweig 33 gepumpt wird, in welchem das Ablassventil 31 angeordnet ist und der in der Hydraulikflüssigkeitsquelle 24 mündet. Durch die Hydraulikflüssigkeit 15 wird der Ven tilschieber 34 durch den hohen Druck der Hydraulikflüssigkeit 15 aus dem Leitungs abzweig 33 gedrückt. Das Ablassventil 31 wird dadurch vollständig geöffnet. Die Hyd raulikflüssigkeit 15 wird durch die Pumpe 13 aus der Hydraulikflüssigkeitsquelle 24 angesaugt und solange in den Leitungsabzweig 33 gepumpt, solange die Anforderung des Kupplungssollzustandes KSZ „Offen“ vorliegt. Wechselt die Anforderung in den Kupplungssollzustand KSZ „geschlossen“, wird das Ablassventil 31 geschlossen, in dem der Ventilschieber 34 durch die anliegende maximal elektrische Spannung Umax gegen einen Anschlag gedrückt wird. Dies erfolgt durch eine so hohe Schließge schwindigkeit, dass das Ablassventil 31 dicht verschlossen ist. Die Hydraulikflüssigkeit 15 wird in diesem Fall durch die Pumpe 13 aus der Hydraulikflüssigkeitsquelle 24 an gesaugt und zum Kupplungsnehmerzylinder 18 gefördert, welcher die Hybridtrenn kupplung 5 schließt (Fig. 4b).

Im Vergleich dazu zeigt Fig. 5 eine Prinzipdarstellung des Ventilverhaltens nach dem Stand der Technik. Bei geöffneter Hybridtrennkupplung 5 läuft die Hydraulikflüssigkeit 15 aus dem Kupplungsnehmerzylinder 18 in die Abzweigleitung 33, wo das Ablass ventil 31 nur unvollständig geöffnet ist, da der Ventilschieber 34 in das Ablassventil 31 hineinragt (Fig. 5a). Bei geschlossener Hybridtrennkupplung 5 wird die Hydraulikflüs sigkeit 15 von der Pumpe 13 aus der Hydraulikflüssigkeitsquelle 24 angesaugt und zu dem Kupplungsnehmerzylinder 18 gefördert. Da das Ablassventil 31 aber nicht voll ständig abdichtet, fließt ein Teil der Hydraulikflüssigkeit 15 über den Leitungsabzweig 33 in die Hydraulikflüssigkeitsquelle 24. Der Druck im Kupplungsnehmerzylinder 18 sinkt, da nicht die gesamte von der Pumpe 13 angesaugte Hydraulikflüssigkeit 15 den Kupplungsnehmerzylinder 18 erreicht (Fig. 5b). Deshalb muss die Pumpe 13 häufig nachpumpen, was die Nachpumpfrequenz erhöht und somit die Energiebilanz der Hydraulikeinrichtung 12 verschlechtert.

Durch die beschriebene Lösung wird die Dichtheit des Ablassventils 31 unter Verzicht auf wartungsarbeiten während des normalen Betriebes der Kupplungsbetätigungsein- richtung in einem Fahrzeug verbessert, was zu einer Reduzierung der Nachpumpfre quenz führt.

Bezuqszeichenliste

1 Hybridantriebsstrang

2 Verbrennungsmotor

3 Abtrieb

4 Elektromotor 5 Hybridtrennkupplung

6 Elektromotor

7 Kurbelwelle

8 Rotor

9 Kupplungseingang 10 Kupplungsausgang

11 Rotor

12 Hydraulikeinrichtung

13 Pumpe

14 Kühlmittelleitung 15 Hydraulikflüssigkeit

16 Verbraucher

17 Aktuierungsleitung

18 Kupplungsnehmerzylinder

19 Parksperrenbetätiger 20 Parksperre

21 Schaltventil

22 Elektromotor 23 Steuergerät

24 Hydraulikflüssigkeitsquelle

25 CAN-Bus

26 Fahrzeugsteuergerät 27 Haltemagnet

28 Kolben

29 Hydraulikzylinder

30 Rückstellfeder

31 Ablassventil 32 Drucksensor

33 Leitungsabzweig

34 Ventilschieber