Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz eines hydrostatischen

Kupplungsaktors, welcher eine hydrostatische Übertragungsstrecke mit einem Geberzylinder umfasst, wobei in dem Geberzylinder eine Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung einer Kupplung verschoben wird und ein Druck der Hydraulikflüssigkeit bestimmt wird, welcher mit einer Überdruckschwelle verglichen wird. Aus der DE 10 201 1 085 127 A1 ist ein Verfahren zum Steuern einer Doppelkupplung bekannt, die mit einem hydrostatischen Kupplungsaktor betätigt wird. Der hydrostatische Kupplungsaktor weist einen Geberzylinder, einen Nehmerzylinder und eine hydrostatische Strecke zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder auf. Ein Druckbegrenzungsventil wäre zwar in jedem hydrostatischen Kupplungsaktor zur Begrenzung auf einem vorgegebenen Maximaldruckwert sinnvoll. Üblicherweise wird aber darauf aus Kosten- und Strategiegründen verzichtet, da das Druckbegrenzungsventil im Normalfall und nach einem Fehlerfall absolut dicht sein sollt und beim fehlerfall eine nicht definierte Verschiebung zwischen Druck und Weg des Kupplungsaktors entstehen würde. Bei einer solchen Einrichtung zur Betätigung einer Doppelkupplung kann der hydrostatische Kupplungsaktor zusätzlich einen Drucksensor zur Ermittlung von Druckwerten in der hydrostatischen Strecke aufweisen, wobei eine Steuereinrichtung den durch den Drucksensor ermittelten Druckwert abspeichert, auswertet und damit auch vor Überdruck schützen kann.

Unter einem hydrostatischen Kupplungsaktor soll im Weiteren ein Aktor mit einer hy- drostatischen Übertragungsstrecke, beispielsweise einer Druckleitung mit Hydraulikflüssigkeit, verstanden werden, deren Druck durch den Drucksensor erfasst wird. Durch die Verschiebung der Hydraulikflüssigkeit in der hydrostatischen Übertragungsstrecke wird die Kupplung betätigt. Zur Betätigung der Kupplung wird ein Kolben im Geberzylinder des Kupplungsaktors durch einen Elektromotor verstellt. Über die Hyd- raulikflüssigkeit im System wird dadurch ein Kolben im Nehmerzylinder betätigt. Der Kolben des Nehmerzylinders wirkt dabei auf die Hebelfederspitzen einer Tellerfeder, die dann bei Betätigung die Kupplungsplatte von der Kupplungsscheibe abheben und somit die Übertragung von Kupplungsmonnent auf die Kupplung unterbricht. Unbetatigt schließt die vorgespannte Hebelfeder die Kupplung.

Bei der unbetatigt geschlossenen Kupplung mit Hebelfeder steigt der Druck während dem Öffnen der Kupplung bis zu einem Druckmaximum an und fällt danach wieder leicht ab.

Ein bestehender Überdruckschutz in einem hydraulischen Kupplungsaktor bei den Doppelkupplungsgetrieben besteht darin, dass bei Erreichen eines vordefinierten sehr hohen Druckniveaus der hydrostatische Kupplungsaktor sofort und solange geöffnet wird, bis der Druck wieder unter einen niedrigen vordefinierten Druckwert fällt. Diese Aktion führt der hydrostatische Kupplungsaktor selbstständig durch.

Bei der Kombination einer unbetätigt geschlossenen Kupplung mit einem hydrostatischer Kupplungsaktor kann der Kupplungsaktor auf eine hohe Position gefahren werden, damit die Kupplung geöffnet wird. Dabei muss zwingend das Druckmaximum überwunden werden. In dieser offenen Kupplungsposition kann der Kupplungsaktor nun längere Zeit verharren. Das Druckmaximum kann sich dabei durch Drehzahleffek- te, Verschleiß an den Reibpartnern der Kupplung und/oder durch eine Ausdehnung der Hydraulikflüssigkeit erhöhen. Bei der Temperaturausdehnung kann die Kupplung durch diesen Effekt sogar ganz geöffnet werden, so dass der Druck bei Erreichen mechanischer Begrenzungen am Ende der Druckkennlinie stark ansteigt. Wird die Kupp- lung nun geschlossen und ist das Druckminimum höher als die erlaubte Druckschwelle, so versucht der hydrostatische Kupplungsaktor in diesem Fall den Kupplungsaktor so schnell wie möglich zu öffnen. Folglich steigt der Druck noch weiter bis zum

Druckmaximum an, wodurch der Kupplungsaktor zerstört werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schutz eines hydrostati- sehen Kupplungsaktors anzugeben, welches auch bei Kupplungen mit Hebelfeder (Tellerfeder), die von einem hydrostatischen Kupplungsaktor betätigt wird, benutzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass bei Erreichen der Überdruckschwelle eine Bewegungsinformation des Kupplungsaktors ausgewertet wird und ein Öffnen oder Schließen des Kupplungsaktors in Abhängigkeit von der Bewegungsinformation des Kupplungsaktors veranlasst wird. Durch die gleichzeitige Auswertung des Druckes und der Bewegungsinformationen kann eine Überdrucksituation, egal in welche Richtung auf der Druckkennlinie sich der Kupplungsaktor bewegt, zuverlässig detektiert und daraus Maßnahmen zur Senkung des in der hydrostatischen Strecke auftretenden Druckes abgeleitet werden. Solche Verfahren sind nicht nur für Kupplungen mit Hebelfeder (Tellerfeder) wirksam, sondern allgemein sowohl für unbetätigt offene Kupplungen als auch für unbetätigt geschlossenen Kupplungen anwendbar. Dabei wird angenommen, dass die Änderungen auf die Druckkennlinie durch die Bewegung deutlich größer ist als andere Effekte und der Kupplungsaktor nur in der vollständig geschlossenen und der vollständig geöffneten Position verharrt

Vorteilhafterweise wird der Kupplungsaktor in Richtung öffnender Kupplung bewegt, wenn der Druck die Überdruckschwelle überschreitet und der Kupplungsaktor in seiner Position verharrt. Da hiermit mechanische Begrenzungen des Kupplungsaktors erreicht werden, ist das Öffnen des Kupplungsaktors sinnvoll, was vorteilhafterweise vor dem Erreichen der Überdruckschwelle durch das Druckmaximums eingestellt werden sollte. In einer Ausgestaltung wird der Kupplungsaktor in Richtung schließender Kupplung bewegt, wenn die Bewegungsinformation des Kupplungsaktors anzeigt, dass der Kupplungsaktor die Kupplung öffnet und der Druck dabei die Überdruckschwelle überschreitet.

In einer Alternative wird der Kupplungsaktor in Richtung öffnender Kupplung bewegt, wenn die Bewegungsinformation des Kupplungsaktors anzeigt, dass der

Kupplungsaktor die Kupplung vom geöffneten Zustand aus schließt und der Druck dabei die Überdruckschwelle überschreitet. Somit wird in dieser Situation der

Kupplungsaktor sicher vor Überdruck geschützt.

In einer Variante wird der Kupplungsaktor aufgrund des Erreichens der Überdruck- schwelle solange geöffnet und geschlossen, bis eine Freigabedruckschwelle erreicht wird, welche kleiner ist als die Überdruckschwelle. Diese Freigabedruckschwelle, welche durch ein kontinuierlich wechselndes Öffnen und Schließen des Kupplungsaktors eingestellt wird, ermöglicht die Betätigung des Kupplungsaktors in einem Druckbereich, in welchem eine Überlastung des Systems verhindert wird. In einer Weiterbildung wird die Position des Kupplungsaktors bei Erreichen der Überdruckschwelle als Begrenzungswert gespeichert, wobei beim Öffnen und Schließen des Kupplungsaktors aufgrund des Erreichens der Überdruckschwelle der Begren- zungswert beibehalten wird. Dadurch wird sichergestellt, dass aufgrund der vorgegebenen Position des Kupplungsaktors das Druckmaxinnunn nicht überschritten wird und somit eine Zerstörung oder Beschädigung des hydrostatischen Kupplungsaktors unterbunden wird. In einer Ausführungsform wird nach dem Erreichen der Freigabedruckschwelle die Bewegung des Kupplungsaktors in Richtung sich öffnender Kupplung ab dem Begrenzungswert oder die Bewegung des Kupplungsaktors in Richtung sich schließender Kupplung bis zu dem Begrenzungswert erlaubt. Somit wird der hydrostatische Kupplungsaktor in Druckbereichen verfahren, welche eine zuverlässige störungsfreie Betätigung der Kupplung zulässt.

In einer Ausgestaltung wird der Begrenzungswert der sich öffnenden Kupplung über der Zeit erhöht, während der Begrenzungswert der sich schließenden Kupplung über der Zeit reduziert wird. Da durch den Begrenzungswert der Bewegungsspielraum des Kupplungsaktors begrenzt ist, wird dieser über der Zeit geändert, wobei davon ausge- gangen wird, dass der Kupplungsaktor die Überdruckschwelle nicht erreicht.

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

Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Hybridantriebes, Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines hydrostatischen Kupplungsbetätigungssys- tems mit einer hydrostatischen Übertragungsstrecke,

Fig. 3 eine Druck-Weg-Kennlinie des hydrostatischen Kupplungsaktors.

Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

In Fig. 1 ist eine Prinzipdarstellung eines Antriebsstranges eines Hybridfahrzeuges dargestellt. Dieser Antriebsstrang 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2 und einen Elektromotor 3. Zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Elektromotor 3 ist direkt hinter dem Verbrennungsmotor 2 eine Hybridtrennkupplung 4 angeordnet. Verbrennungsmotor 2 und Hybridtrennkupplung 4 sind über eine Kurbelwelle 5 miteinander verbunden. Der Elektromotor 3 weist einen drehbaren Rotor 6 und einen festste- henden Stator 7 auf. Die Abtriebswelle 8 der Hybridtrennkupplung ist mit einem Getriebe 9 verbunden, welches ein nicht weiter dargestelltes Koppelelement, beispiels- weise eine zweite Kupplung oder einen Drehmomentwandler enthält, die zwischen dem Elektromotor 3 und dem Getriebe 9 angeordnet ist. Das Getriebe 9 überträgt das von dem Verbrennungsmotor 2 und/oder dem Elektromotor 3 erzeugte Drehmoment auf die Antriebsräder 10 des Hybridfahrzeuges. Der Elektromotor 3 und das Getriebe 9 bilden dabei ein Getriebesystem 1 1 , welches von einem hydrostatischen

Kupplungsaktor 12 angesteuert wird. Die zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Elektromotor 3 angeordnete Hybridtrennkupplung 4 wird geschlossen, um während der Fahrt des Hybridfahrzeuges mit dem von dem Elektromotor 3 erzeugten Drehmoment den Verbrennungsmotor 2 zu starten oder während eines

Boostbetriebes mit antreibendem Verbrennungsmotor 2 und Elektromotor 3 zu fahren. Die Hybridtrennkupplung 4, welche mittels einer Tellerfeder betätigt wird, wird dabei von dem hydrostatischen Kupplungsaktor 12 betätigt. Um sicherzustellen, dass beim Wiederstart des Verbrennungsmotors 2 durch den Elektromotor 3 ein ausreichendes Drehmoment von Elektromotor 3 bereit gestellt wird, welches sowohl das Hybridfahr- zeug über den Antriebsrädern 10 ohne Komfortverlust bewegt und gleichzeitig den Verbrennungsmotor 2 auch tatsächlich startet, ist eine genaue Kenntnis einer Kupplungskennlinie der Hybridtrennkupplung 4 erforderlich, bei welcher ein Kupplungsmoment über dem Weg des hydrostatischen Kupplungsaktors 12 abgebildet ist.

Ein Kupplungsbetätigungssystem 13 mit dem hydrostatischen Kupplungsaktor 12 ist in Fig. 2 dargestellt. Dieses Kupplungsbetätigungssystem 13 umfasst auf der Geberseite 14 ein Steuergerät 15, das den hydrostatischen Kupplungsaktor 12 ansteuert. Bei einer Lageveränderung des hydrostatischen Kupplungsaktors 12 wird ein Kolben 16 im Geberzylinder 17 entlang des Kupplungsaktorweges nach rechts verschoben und verdrängt eine Hydraulikflüssigkeit 18 im Geberzylinder 17, wodurch ein Druck p in dem Geberzylinder 17 aufgebaut wird, der über die Hydraulikflüssigkeit 18 über eine Hydraulikleitung 19 zu einem Nehmerzylinder 20 übertragen wird. In dem Nehmerzylinder 20 verursacht der Druck p der Hydraulikflüssigkeit 18 eine Wegänderung eines Nehmerkolbens 21 , die auf die Hybridtrennkupplung 4 übertragen wird, um diese zu betätigen. Der Druck p in dem Geberzylinder 17 wird mittels eines Drucksensors 22 ermittelt, während die von dem hydrostatischen Kupplungsaktor 12 zurückgelegte Wegstrecke s entlang des Aktorweges mit einem Wegsensor 23 bestimmt wird.

In Fig. 3 ist der Druck p über dem Weg s des hydrostatischen Kupplungsaktors 12 angegeben, wie er mittels des Drucksensors 22 und des Wegsensors 23 ermittelt wurde. Wie ersichtlich, verhält sich der Druck p bei einer unbetätigt geschlossenen Hybridtrennkupplung 4, welche mit einer Hebelfeder (Tellerfeder) betätigt wird, nicht linear, da dieser während dem Öffnen der Hybridtrennkupplung 4 bis zu einem Druckmaximum ansteigt und danach wieder leicht abfällt. Im oberen Ast der Hysteresekurve der Druckkennlinie wird beim Öffnen der unbetätigt geschlossenen Hybridtrennkupplung 4 von links nach rechts durchlaufen. Der untere Ast der Hysteresekurve der Druckkennlinie wird beim Schließen der unbetätigt geschlossenen Hybridtrennkupplung 4 von rechts nach links durchlaufen. Bei einer Kupplung mit wenig Reibungsstellen kann die Hysteresekurve deutlich enger verlaufen, als in Fig. 3 dargestellt Um den hydrostatischen Kupplungsaktor 12 in Verwendung mit der unbetätigt geschlossenen Kupplung vor Überdruck zu schützen, wird durch das Steuergerät 15 sowohl der durch den Drucksensor 22 ausgegebene Druck mit einer Überdruckschwelle p _s verglichen und gleichzeitig die Bewegungsrichtung des Kupplungsaktors 12 bei Überschreiten der Überdruckschwelle p _s ausgewertet. Ausgehend von dieser Auswer- tung wird ein gezieltes Öffnen oder Schließen des Kupplungsaktors 12 veranlasst.

Bewegt sich der Kupplungsaktor 12 in seiner Endposition nach einer schließenden Bewegung nicht und erreicht der durch den Drucksensor 22 gemessene Druck p die Überdruckschwelle p _s , wird auf das Erreichen der mechanischen Begrenzung am Kupplung-Offenende der Druckkennlinie geschlossen. Dann wird der Kupplungsaktor 12 geöffnet, was bedeutet, dass dieser sich in Richtung Schließen der Hybridtrennkupplung 4 bewegt. Bewegt sich der Kupplungsaktor 12 zu höheren Positionen s in der Druckkennlinie, was bedeutet, dass die Hybridtrennkupplung 4 geöffnet wird und erreicht der Kupplungsaktor 12 bei dieser Bewegung einen Druck p, welcher die Überdruckschwelle p _s überschreitet, dann wird der Kupplungsaktor 12 geöffnet, d.h. die Hybridtrennkupplung 4 wird durch die Bewegung des Kupplungsaktors 12 geschlossen.

Bewegt sich der Kupplungsaktor 12 zu kleineren Positionen s, was ausgehend von einem geöffneten Zustand einem Schließen der Hybridtrennkupplung 4 entspricht und wird dabei die Überdruckschwelle p _s erreicht, so wird zur Vermeidung eines weiteren Ansteigens des Druckes p der Kupplungsaktor 12 geschlossen, d.h. die Hybridtrennkupplung 4 wird geöffnet. Im Fall des Öffnens des Kupplungsaktors wird das Öffnen und Schließen des

Kupplungsaktors 12 aufgrund des Erreichens der Überdruckschwelle p _s solange durchgeführt, bis eine Freigabedruckschwelle PF oder im Fall des Schließens des Kupplungsaktors 12 der Maximalwert für diese Position erreicht ist. Gegebenenfalls kann für diesen letzten Fall extra eine Maximalwertfreigabeschwelle definiert werden. Diese Freigabedruckschwelle PF stellt eine Druckschwelle dar, die kleiner ist als die Überdruckschwelle p _s und bei welcher davon ausgegangen wird, dass der

Kupplungsaktor 12 in Druckbereichen betätigt wird, wo eine Schädigung des

Kupplungsaktors 12 zuverlässig unterbunden wird. Bei Erreichen der Überdruckschwelle p _s wird eine Position des Kupplungsaktors 12 durch den Wegsensor 23 detektiert, welcher als Begrenzungswert SB in dem Steuergerät 15 gespeichert wird. Bei dem weiteren Öffnen/Schließen des Kupplungsaktors 12 aufgrund des Erreichens der Überdruckschwelle p _s wird der Begrenzungswert SB konstant gehalten. Dies hat zur Folge, dass nach Erreichen der Freigabedruckschwel- le PF beim Öffnen des Kupplungsaktors 12 maximal die Position des aktuellen Begrenzungswertes SB(öffnen) erreicht werden kann, während beim Schließen des

Kupplungsaktors 12 der Begrenzungswert SB(schiießen) die Minimumposition des

Kupplungsaktors 12 darstellt. Um nach der Einstellung der Freigabedruckschwelle PF den Kupplungsaktor 12 wieder normal betätigen zu können, wird der Begrenzungs- wert SB(öffnen) über der Zeit langsam erhöht, während der Begrenzungswert SB(schiießen) beim Schließen des Kupplungsaktors über der Zeit langsam erniedrigt wird, wodurch der Kupplungsaktor 12 wieder einen größeren Bewegungsspielraum erhält.

Aufgrund der vorgeschlagenen Lösung wird der hydrostatische Kupplungsaktor 12 in Kombination mit einer unbetätigt geschlossenen Hybridtrennkupplung 4 sicher vor Überdruck geschützt. Dies ist besonders bei grenzwertig ausgelegten Kupplungssystemen von Bedeutung. Durch Auswertung einer Druckinformation und einer Bewegungsinformation des hydrostatischen Kupplungsaktors 12 bei Erreichen von Druckgrenzwerten wird ein gezieltes Öffnen oder Schließen des Kupplungsaktors 12 zur Vermeidung von Überdruckschäden veranlasst. Bezugszeichenliste Antriebsstrang

Verbrennungsmotor

Elektromotor

Hybridtrennkupplung

Kurbelwelle

Rotor

Stator

Abtriebswelle

Getriebe

10 Antriebsräder

1 1 Getriebesystem

12 Hydrostatischer Kupplungsaktor

13 Kupplungsbetatigungssystem

14 Geberseite

15 Steuergerät

16 Kolben

17 Geberzylinder

18 Hydraulikflüssigkeit

19 Hydraulikleitung

20 Nehmerzylinder

21 Nehmerkolben

22 Drucksensor

23 Wegsensor

p Druck

p _s Überdruckschwelle

PF Freigabedruckschwelle

SB Begrenzungswert