Parksperre und mindestens einem Elektromotor

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verifizierung einer Ventilstellung eines Hybridantriebs stranges mit einer Parksperre und mindestens einem Elektromotor, bei welchem ein Hydrau likzylinder der Parksperre zur Entriegelung einer Parks perrenklinke über einen Hydraulikan trieb angesteuert wird, wobei der Hydraulikantrieb ebenfalls einen Kupplungsnehmerzylinder zur Steuerung einer Trennkupplung des Hybridantriebsstranges ansteuert und ein Schaltventil entweder den ersten, die Parksperre enthaltenden hydraulischen Pfad oder einen zweiten, den Kupplungsnehmerzylinder umfassenden hydraulischen Pfad mit Hydraulikflüssigkeit ver sorgt.

In Antriebssträngen von Fahrzeugen wird in den meisten Fällen eine Parksperre vorgesehen, um das parkende Fahrzeug, insbesondere am Hang, gegen unabsichtliches Wegrollen abzu sichern.

Die Parksperre verfügt normalerweise über eine Parksperrenklinke und ein Parksperrenrad. Durch Einrasten der Parks perrenklinke in eine Zahnlücke des Parksperrenrades wird ein Formschluss zwischen dem Antriebsstrang und dem Getriebegehäuse hergestellt. Somit ist das Fahrzeug abgesichert. Durch Auslegen der Parksperrenklinke aus der Zahnlücke ist der Antriebsstrang und somit das Fahrzeug entsperrt. Ein Beispiel einer Parksperre ist in der DE 102 59893 A1 offenbart.

Aus der noch unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Akten zeichen DE 102019102779.9 ist die Parksperre in einem Hydraulikkreis angeordnet und wird von einem Hydraulikantrieb angesteuert. Eine Parksperrenklinke wird dabei über einen Hyd raulikzylinder eines Parksperrenbetätigers entriegelt und über einen Haltemagneten offenge halten. Eine Hydraulikflüssigkeit wird über den als kombinierte Aktorpumpe ausgebildeten Hydraulikantrieb in den Hydraulikzylinder des Parksperrenbetätigers gepumpt, wobei die Ak torpumpe auch zum Steuern einer Trennkupplung eines zwei Elektromotoren umfassenden Hybridantriebsstranges und zur Kühlung und Schmierung des Hybridgetriebes und der Elekt romotoren eingesetzt wird. Damit die einzelnen Funktionen des Hybridkreises getrennt vonei nander angesteuert werden können, wird die Hydraulikflüssigkeit über ein Schaltventil in ver schiedene Richtungen gelenkt. Allerdings kann es bei einer versehentlichen falschen Stellung des Schaltventils zu einer unbeabsichtigten Entriegelung der Parksperre kommen, da es nach Schließen der Parksperre nicht gewährleistet ist, dass das Schaltventil in seine Ruheposition zurückgedrückt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verifizierung einer Ventilstellung eines Hybridantriebsstranges mit einer Parksperre und mindestens einem Elektromotor anzu geben, bei welchen die aktuelle Stellung des Schaltventils zuverlässig erkannt wird.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Stellung des Schaltventils über wacht wird, indem bei betätigtem Hydraulikantrieb ein Druckverhalten in dem Kupplungsneh merzylinder und/oder eine Positionsänderung eines Kolbens in dem Hydraulikzylinder des Parksperrenbetätigers ausgewertet wird. Dies hat den Vorteil, dass durch einen Vergleich des Druckverhaltens des Kupplungsnehmerzylinders und der Positionsveränderung des Kolbens des Parksperrenbetätigers ein zuverlässiger Rückschluss auf die Stellung des Schaltventils gezogen werden kann. Damit wird ein Sicherheitsaspekt, dass die Parksperre ungewollt ent riegelt ist, berücksichtigt, so dass ein Wegrollen des Fahrzeuges bei einer Fahlstellung des Schaltventils zuverlässig unterbunden wird.

Vorteilhafterweise wird nach Einlegen der Parksperre das Schaltventil in Richtung des zwei ten, den Kupplungsnehmerzylinder umfassenden hydraulischen Pfades geschaltet und der Hydraulikantrieb zur Förderung der Hydraulikflüssigkeit in den Kupplungsnehmerzylinder an getrieben, wobei bei einem detektierten Druckanstieg im Kupplungsnehmerzylinder die Stel lung des Schaltventils als korrekt erkannt wird. Durch Detektion eines positiven Druckanstie ges in dem Kupplungsnehmerzylinder kann einfach festgestellt werden, dass das Schaltventil die richtige Stellung eingenommen hat, da die Hydraulikflüssigkeit in den Kupplungsneh merzylinder einströmt.

In einer Ausgestaltung wird bei eingeschaltetem Hydraulikantrieb und einer Stellung des Schaltventils in Richtung des zweiten, den Kupplungsnehmerzylinder umfassenden hydrauli schen Pfades die Positionsänderung des Kolbens in dem Hydraulikzylinder des Parksperren betätigers überwacht, wobei bei einer vorgegebenen Änderung der Position des Kolbens die Stellung des Schaltventils als fehlerhaft erkannt wird. Die einmal mit Hilfe der Druckprüfung getroffene Einschätzung der Stellung des Schaltventils wird durch die Auswertung der Positi onsänderung des Kolbens des Parksperrenbetätigers überprüft. Bei einer positiven Positions änderung des Kolbens kann zuverlässig auf eine Fehlstellung des Schaltventils geschlossen werden, auch wenn sich der Druck im Kupplungsnehmerzylinder geringfügig ändert. In einer Variante wird eine Geschwindigkeit des Hydraulikantriebs so eingestellt, dass bei ei ner Position des Kolbens unterhalb einer vorgegebenen Änderung die Parksperrenklinke ein gelegt bleibt. Somit wird sichergestellt, dass die Parksperre trotz falscher Ventilstellung nicht ausgelegt werde kann.

In einer Ausführungsform wird nach der Bestimmung des Druckanstieges im Kupplungsneh merzylinder bzw. nach Ermittlung der Positionsänderung des Kolbens des Hydraulikzylinders der Hydraulikantrieb abgeschaltet. Damit wird das Verfahren zur Verifizierung der Stellung des Schaltventils abgeschlossen.

Eine besonders genaue Prüfung der Stellung des Schaltventils kann erfolgen, wenn der Druck direkt an dem Kupplungsnehmerzylinder und die Position des Kolbens direkt an dem Hydrau likzylinder des Parksperrenbetätigers gemessen werden.

Vorteilhafterweise wird ein Ablassventil der Trennkupplung geschlossen. Dadurch wird eine Verfälschung der Einschätzung der Ventilstellung zuverlässig unterbunden.

In einer Ausgestaltung versorgt die Hybrideinheit einen weiteren Verbraucher zur Kühlung von zwei Elektromotoren des Hydraulikantriebsstranges mit der Hydraulikflüssigkeit. Dadurch kann ein besonders komplexes Hydrauliksystem mit nur einem Hydraulikantrieb betrieben werden, was die Kosten für den Hydraulikantriebsstrang reduziert.

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 Hybridantriebsstranges,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer Parksperre,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Hydraulikeinrichtung zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Hybridantriebsstranges eines Fahrzeuges darge stellt. Bei diesem Hybridantriebsstrang 1 ist zwischen einem Verbrennungsmotor 2 und einem Abtrieb 3, der durch Fahrzeugräder gezeigt ist, ein erster Elektromotor 4 angeordnet, der ab triebsseitig angeordnet ist und ein erstes Antriebsdrehmoment bereitstellen kann. Über eine Hybridtrennkupplung 5 ist der erste Elektromotor 4 mit einem zweiten Elektromotor 6 gekop pelt, der wiederum starr mit dem Verbrennungsmotor 2 verbunden ist. Dabei ist eine Kurbel welle 7 des Verbrennungsmotors 2 mit einem Rotor 8 des zweiten Elektromotors 6 drehtest 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 geschlossener Hybrid trennkupplung 5 können der zweite Elektromotor 6 das zweite Antriebsdrehmoment und der Verbrennungsmotor 2 das dritte Antriebsdrehmoment an den Abtrieb 3 gemeinsam übertra gen. Beide Elektromotoren 4, 6 sind als permanenterregte Synchronmotoren ausgebildet.

Mit einem Kupplungsausgang 10 der Hybridtrennkupplung 5 ist der erste Elektromotor 4 ver bunden, der das erste Antriebsmoment bereitstellt. Der erste Elektromotor 4 weist einen Rotor 11 auf, der mit dem Kupplungsausgang 10 drehfest 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 Elektromotor 4 und dem zweiten Elektromotor 6 wirksam angeordnet. Ist die Hybridtrennkupplung 5 geschlossen, kann der ers te Elektromotor 4 das erste Antriebsdrehmoment und der zweite Elektromotor 6 das zweite Antriebsdrehmoment an den Abtrieb 3 abgeben. Ob der Verbrennungsmotor 2 das dritte An triebsdrehmoment bereitstellt und bei geschlossener 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 bereitstellt, dreht der Verbrennungsmotor 2 mit einer ersten Drehzahl. Wenn die erste Drehzahl unterhalb einer Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotor 2 liegt, läuft der Verbrennungsmotor 2 freistehend und wird mitgeschleppt. Dabei liegt ein Schleppmoment des Verbrennungsmotors 2 vor, wel ches dem zweiten Antriebsdrehmoment entgegenwirkt.

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

Fig. 2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Parksperre 12. Die Parksperre 12 ist durch eine Parksperrenklinke 13 und ein Parksperrenrad 14 gebildet, wobei die Parks perrenklinke 13 an einem Gehäuse 15 befestigt ist. Die Parksperrenklinke 13 wird von einem Parksperrenbetäti- ger 16 betätigt. Das Parksperrenrad 14 ist auf einer Zwischenwelle 17 angeordnet, welche di rekt mit den nicht weiter dargestellten Antriebsrädern verbunden ist.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Hydraulikeinrichtung 18 zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Hydraulikeinrichtung 18 umfasst eine Pumpe 19, die auf einer Seite einer Kühlmittelleitung 20 angebunden ist. Die Kühlmittelleitung 20 ver bringt eine Hydraulikflüssigkeit 21 , beispielsweise Öl, zu einem ersten Verbraucher 22 in Form eines Wärmetauschers. Zu diesem ersten Verbraucher 22 wird die Hydraulikflüssigkeit 21 zum Zwecke einer Kühlung oder einer Schmierung verbracht.

Auf der anderen Seite ist die Pumpe 19 mit einer Aktuierungsleitung 23 verbunden. Die Aktu- ierungsleitung 23 ist vorbereitet, um die Hydraulikflüssigkeit 21 zu einem zweiten Verbraucher zu bringen, beispielsweise einem Kupplungsnehmerzylinder 24, der in Verbindung mit der Hybridtrennkupplung 5 des Hybridantriebstranges 1 steht. Grundsätzlich ist in beiden Leitun gen, wie der Kühlmittelleitung 20 und der Aktuierungsleitung 23, dieselbe Hydraulikflüssigkeit 21 enthalten. An die Aktuierungsleitung 23 ist als weiterer Verbraucher der Parksperrenbetäti- ger 16 angeschlossen, der auf die Parksperre 12 wirkt. Ein Schaltventil 25 ist so in die Kühl mittelleitung 20 und/oder die Aktuierungsleitung 23 eingebunden, dass die Hydraulikflüssigkeit 21 gezielt dem Parksperrenbetätiger 16 zuführbar ist.

Die Pumpe 19 ist dabei als elektrisch angetriebene Reversierpumpe ausgebildet, die eine ers te Förderrichtung ermöglicht, um die Hydraulikflüssigkeit 21 bedarfsgerecht der Kühl- /Schmieraufgabe zuzuführen, wobei die Pumpe 19 in einer zweiten Förderrichtung die Hyd raulikflüssigkeit 21 einer oder mehrerer Aktuierungsfunktionen, wie beispielsweise im vorlie genden Fall der Kupplungs- und/oder Parksperrenfunktion, zuführt. Die Pumpe 19 wird von einem Elektromotor 26 angetrieben, der von einer Aktorsteuereinheit 27 angesteuert wird. Die Pumpe 19, der Elektromotor 26 und die Aktorsteuereinheit 27 bilden dabei einen elektrischen Pumpenaktor. Als Hydraulikflüssigkeitsquelle 28 wird für alle Verbraucher 22, 24, 16 eine Art Getriebesumpf verwendet. In der Aktuierungsleitung 23 ist ein Drucksensor 29 angeordnet, welcher mit der Aktorsteuereinheit 27 der Pumpe 19 und über diese mit einer die gesamte An triebseinheit steuernde Leistungselektronik 30 verbunden ist.

Um die Parksperre 12 zu schließen, gibt ein Haltemagnet 31, welcher an einem Kolben 32 ei nes Hydraulikzylinders 33 des Parksperrenbetätigers 16 angebunden ist, den in dem Park- sperrenbetätiger 16 enthaltenen Kolben 32 frei. Da der Kolben 32 über eine Rückstellfeder 34 gegenüber einem Gehäuse 35 des Parksperrenbetätigers 16 vorgespannt ist, wird nach Frei gabe durch den Haltemagnet 31 der Kolben 32 durch die Rückstellfeder 34 betätigt, weshalb die Hydraulikflüssigkeit 21 aus dem Parksperrenbetätiger 16 zurück in die Aktuierungsleitung

23 gedrückt wird. Eine Position des Kolbens 32 in dem Hydraulikzylinder 33 wird durch einen in diesem angeordneten Wegsensor 36 erfasst und an die Aktorsteuereinheit 27 ausgegeben. In dem Kupplungsnehmerzylinder 24 ist ein weiterer Drucksensor 37 zur Erfassung des Dru ckes der Hydraulikflüssigkeit 21 angeordnet, der mit der Aktorsteuereinheit 17 verbunden ist.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Ver fahren wird im Block 100 initialisiert. Im Block 110 wird abgefragt, ob die Parksperre 12 einge legt worden ist. Ist dies nicht der Fall wird zum Eingang des Blocks 110 zurückgegangen. Wurde die Parksperre 12 eingelegt, wird zum Block 120 weitergegangen, wo das Schaltventil 25 in Richtung des Kupplungsnehmerzylinders 24 eingestellt wird. Im Block 130 wird ein Ab lassventil 38 der Hybridtrennkupplung 5 geschlossen, um Druck im Kupplungsnehmerzylinder

24 aufzubauen. Anschließend wird im Block 140 die Pumpe 19 aktiviert, um die Förderung der Hydraulikflüssigkeit 21 in den Kupplungsnehmerzylinder 24 vorzunehmen, wobei die Drehzahl der Pumpe 19 zunächst eingeregelt wird. Im Block 150 wird abgefragt, ob sich der Druck in dem Kupplungsnehmerzylinder 24 positiv geändert hat. Ist dies der Fall, wird die Pumpe 19 abgeschaltet (Block 160) und im Block 170 das Schaltventil 25 in seiner einge nommenen Stellung als funktionsbereit klassifiziert. Wird im Block 150 aber festgestellt, dass sich der Druck im Kupplungsnehmerzylinder 24 nicht positiv verändert hat, wird zum Block 180 weitergegangen, wo geprüft wird, ob sich die Position des Kolbens 32 des Hydraulikzylin ders 33 des Parksperrenbetätigers 16 positiv verändert hat. Ist dies nicht der Fall, wird zum Block 150 zurückgegangen. Wenn sich im Block 180 die Position des Kolbens 32 aber positiv verändert hat, wird im Block 190 die Pumpe 19 abgeschaltet und die Stellung des Schaltven tils 25 als fehlerhaft im Block 200 klassifiziert und im Block 210 ein Fehlerspeichereintrag ge setzt. Bezuqszeichenliste

1 Hybridantriebsstrang

2 Verbrennungsmotor

3 Abtrieb

4 Elektromotor

5 Hybridtrennkupplung

6 Elektromotor

7 Kurbelwelle

8 Rotor

9 Kupplungseingang

10 Kupplungsausgang

11 Rotor

12 Parksperre

13 Parksperrenklinke

14 Parksperrenrad

15 Gehäuse

16 Parksperrenbetätiger

17 Zwischenwelle

18 Hydraulikeinrichtung

19 Pumpe

20 Kühlmittelleitung

21 Hydraulikflüssigkeit

22 Verbraucher

23 Aktuierungsleitung 24 Kupplungsnehmerzylinder

25 Schaltventil

26 Elektromotor

27 Aktorsteuereinheit 28 Hydraulikflüssigkeitsquelle

29 Drucksensor

30 Leistungselektronik

31 Haltemagnet

32 Kolben 33 Hydraulikzylinder

34 Rückstellfeder

35 Gehäuse

36 Wegsensor

37 Drucksensor 38 Ablassventil