WO2021223799A1 - Verfahren zur verbesserung einer dichtheit eines ventils in einem hydraulik-kreislauf eines kupplungsbetätigungssystems - Google Patents

Verfahren zur verbesserung einer dichtheit eines ventils in einem hydraulik-kreislauf eines kupplungsbetätigungssystems Download PDF

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pump
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Timo ENDERS
Ralf Mannsperger
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16D2500/70402—Actuator parameters
    • F16D2500/7042—Voltage

Definitions

  • the invention relates to a method for improving the tightness of a valve in a hydraulic circuit of a clutch actuation system, in which a clutch is changed in its position by a hydraulic fluid circulating in the hydraulic circuit by the hydraulic fluid acting on a clutch slave cylinder operating the clutch, the valve is open when the coupling is moved into an end position to open the coupling.
  • hybrid transmissions which include an internal combustion engine and two electric motors.
  • the drive energy of the internal combustion engine is converted into electrical energy via an electric motor acting as a generator, which is used to drive the additional electric motor positioned on the output, which converts this electrical energy back into mechanical rotational energy.
  • a separating clutch is fitted between the electric motors, with the help of which the mechanical rotational energy is also transmitted directly from the internal combustion engine to the wheels.
  • the separating clutch is controlled by a hydraulic system.
  • hydraulic fluid In order to close the separating clutch, hydraulic fluid is pumped into a clutch slave cylinder that adjusts the clutch.
  • the hydraulic fluid is drained with the aid of a drain valve in order to open the separating clutch.
  • the invention is based on the object of specifying a method for improving the tightness of a valve in a hydraulic circuit of a clutch actuation system, in which the maintenance effort of the valve can be reduced.
  • the mechanical component such as a sliding sleeve
  • covers a greater distance which enables a higher closing speed when the mechanical component hits an end stop, thereby increasing the tightness of the valve. This means that maintenance work can be dispensed with in the event of leaks in the valve.
  • the valve when the clutch is requested to close, the valve is activated with a maximum closing parameter and the hydraulic fluid is conveyed into the clutch slave cylinder.
  • the maximum closing parameter the highest possible closing speed of the mechanical component is set.
  • the volume flow is conveyed into the clutch slave cylinder and the closing parameter of the valve is reduced to a level at which the valve is kept in the closed state.
  • the valve is controlled electrically and a maximum electrical voltage is applied to the valve to close the valve.
  • This process step can be easily implemented by arranging the valve in an electrical control circuit.
  • the electrical voltage is reduced to a holding voltage after closing the valve. This means that less electrical power is required, which improves the energy balance of the hydraulic circuit.
  • control of the valve is integrated into a control circuit through which cyclic pumping of the hydraulic fluid to close the clutch alternates with draining the hydraulic fluid via the valve to open the clutch, with the maximum volume flow for draining the hydraulic fluid via the valve the hydraulic fluid is adjusted.
  • a post-pumping frequency is kept as low as possible. The reduction in the post-pumping frequency is due to the fact that the tight valve prevents a pressure drop in the clutch slave cylinder, which is why there is no need to pump the hydraulic fluid into the clutch slave cylinder, which is necessary to close the clutch.
  • valve is activated by a control device which simultaneously drives a pump for conveying the volume flow of the hydraulic fluid to the clutch slave cylinder.
  • the method for setting the tightness of the valve is thus characterized by reduced hardware costs.
  • a drain valve is used as the valve, which is positioned in a line branch between the pump and the clutch slave cylinder, the hydraulic fluid discharged into a hydraulic fluid source via the drain valve being fed to the pump to form the hydraulic circuit.
  • the hydraulic circuit can thus be operated with an approximately constant amount of hydraulic fluid.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a drive train with a Trennkupp treatment, which is tested according to the method according to the invention
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment for a clutch actuation system with a purely hydraulically operated actuator device
  • a drive train with a disconnect clutch which is tested according to the method according to the invention, is shown.
  • the drive train is designed as a flybridge drive train of a vehicle.
  • a first electric motor 4 which can provide a first drive torque, is arranged on the output side between an internal combustion engine 2 and an output 3, which is shown by vehicle wheels.
  • the first electric motor 4 is coupled via a hybrid disconnect clutch 5 to a second electric motor 6, which in turn is rigidly connected to the internal combustion engine 2.
  • a crankshaft 7 of the internal combustion engine 2 is connected in a rotationally fixed manner to a rotor 8 of the second electric motor 6.
  • the second electric motor 6 and the internal combustion engine 2 can be connected together with the output 3.
  • the second electric motor 6 and the internal combustion engine 2 are connected to a clutch input 9 of the hybrid disconnect clutch 5.
  • the hybrid disconnect clutch 5 When the hybrid disconnect clutch 5 is closed, the second electric motor 6 can transmit the second drive torque and the internal combustion engine 2 can transmit the third drive torque to the output 3 together.
  • Both electric motors 4, 6 are designed as permanently excited synchronous motors.
  • the first electric motor 4 which provides the first drive torque, is connected to a clutch output 10 of the hybrid disconnect clutch 5.
  • the first electric motor 4 has a rotor 11 which rotates with the clutch output 10 and is also connected to the output 3.
  • the first electric motor 4, the second electric motor 6 and the internal combustion engine 2 are connected in series and the hybrid disconnect clutch 5 is effectively arranged between the first electric motor 4 and the internal combustion engine 2 and between the first electric motor 4 and the second electric motor 6. If the hybrid separation coupling 5 is closed, the first electric motor 4 can deliver the first drive torque and the second electric motor 6 can deliver the second drive torque to the output 3. Whether the internal combustion engine 2 provides the third drive torque and also outputs it to the output 3 when the hybrid disconnect clutch 5 is engaged, depends on the rotational speed of the internal combustion engine 2.
  • the internal combustion engine 2 rotates at a first speed.
  • the first speed is below an idle speed of the internal combustion engine 2, the internal combustion engine 2 runs freely and is dragged along. There is a drag torque of the internal combustion engine 2, which counteracts the second drive torque.
  • the internal combustion engine 2 can be operated actively and then provides the third drive torque.
  • the third drive torque adds up together with the first drive torque and, if the second electric motor 6 is also operated, with the second drive torque to form a total drive torque which, when the hybrid disconnect clutch 5 is closed, is applied to the output 3 for driving the hybrid vehicle.
  • Hydraulikeinrich device 12 an embodiment of a clutch actuation system with a purely hydraulically operated actuator device is shown, which is referred to as Hydraulikeinrich device 12 in the following.
  • This hydraulic device 12 comprises a pump 13 which is connected on one side of a coolant line 14.
  • the coolant line 14 brings a hydraulic fluid 15, for example oil, to a first consumer 16 in the form of a heat exchanger which, for example, cools the two electric motors 4, 6.
  • the pump 13 is connected to an actuation line 17.
  • the actuation line 17 is prepared in order to convey the hydraulic fluid 15 to a second consumer in the form of a clutch slave cylinder 18 which actuates the hybrid disconnect clutch 5 of the hybrid drive train 1.
  • the same hydraulic fluid 15 is contained in both lines, such as the coolant line 14 and the actuation line 17.
  • a parking lock actuator 19, which acts on a parking lock 20, is connected to the actuation line 17 as a further consumer.
  • a switching valve 21 is integrated into the coolant line 14 and / or the actuation line 17 in such a way that the hydraulic fluid 15 can be fed to the clutch slave cylinder 18 and / or the parking lock actuator 19 in a targeted manner.
  • the pump 13 is designed as an electrically driven reversing pump, which enables a first conveying direction in order to supply the hydraulic fluid 15 to the cooling task as required, the pump 13 in a second conveying direction the hydraulic fluid 15 of one or more actuation functions, such as in the present case the clutch and / or parking lock function, supplies.
  • the Pum pe 13 is driven by an electric motor 22, which is controlled by a decentralized control device 23.
  • the pump 13, the electric motor 22 and the decentralized control device 23 form an electric pump actuator.
  • a type of transmission sump is used as a hydraulic fluid source 24 for all consumers 16, 18, 19.
  • the decentralized control device 23 of the pump 13 is connected via a CAN bus 25 to a vehicle control device 26 which controls the entire drive unit.
  • a drain valve 31 is positioned between the pump 14 and the hydraulic fluid source 24 and a pressure sensor 32 is positioned in the actuation line 17 between the pump 13 and the clutch slave cylinder 18.
  • Fig. 3 an embodiment of a method according to the invention is shown.
  • the method is implemented using software that is stored in control unit 23.
  • the method is started in block 100 and initialized in block 110.
  • vehicle control device 26 specifies a desired clutch state KSZ “open”.
  • the control unit 23 opens the drain valve 31 and flushes it with the maximum volume flow of the hydraulic fluid 15 set on the pump 13 (block 140). This flushing takes place for an adjustable period of time after the desired clutch state KSZ "Open” is requested.
  • a valve slide 34 designed as a sliding sleeve, which is used to close the drain valve 31, is displaced out of the drain valve 31.
  • a clutch target state KSZ "closed" is specified in block 150 by the vehicle control unit 26, the control unit 23 controls the drain valve 31 with a maximum voltage Umax, whereby the valve slide 34 is brought into an end position at a high speed within the drain valve 31 and that Drain valve 31 closes.
  • the pump 13 is activated by the control device 23 in such a way that the hydraulic fluid 15 is pumped into the clutch slave cylinder 18 in order to close the hybrid disconnect clutch 5.
  • the electrical voltage Umax applied to the drain valve 31 is lowered to a minimum holding voltage UiHait.
  • Fig. 4 is a schematic diagram of the valve behavior in the various states of the hybrid disconnect clutch 5 is shown.
  • FIG. 4a shows that when the hybrid disconnect clutch 5 is open, the volume flow of the hydraulic fluid 15 is pumped into a line branch 33 in which the drain valve 31 is arranged and which opens into the hydraulic fluid source 24.
  • the drain valve 31 is thereby fully opened.
  • the hydraulic fluid 15 is sucked in by the pump 13 from the hydraulic fluid source 24 and is pumped into the line branch 33 as long as the requirement of the desired clutch state KSZ “open” is present.
  • the drain valve 31 is closed, in which the valve slide 34 is pressed against a stop by the maximum electrical voltage Umax that is present. This takes place through such a high closing speed that the drain valve 31 is tightly closed.
  • the hydraulic fluid 15 is sucked in this case by the pump 13 from the hydraulic fluid source 24 and delivered to the clutch slave cylinder 18, which closes the hybrid disconnect clutch 5 (Fig. 4b).
  • FIG. 5 shows a basic illustration of the valve behavior according to the prior art.
  • the hydraulic fluid 15 runs out of the clutch slave cylinder 18 into the branch line 33, where the drain valve 31 is only partially open because the valve slide 34 protrudes into the drain valve 31 (FIG. 5a).
  • the hydraulic fluid 15 is sucked in by the pump 13 from the hydraulic fluid source 24 and conveyed to the clutch slave cylinder 18. Since the drain valve 31 does not seal completely, however, part of the hydraulic fluid 15 flows into the hydraulic fluid source 24 via the line branch 33.
  • the pressure in the clutch slave cylinder 18 falls because not all of the hydraulic fluid 15 sucked in by the pump 13 reaches the clutch slave cylinder 18 (Fig. 5b).
  • the pump 13 therefore has to re-pump frequently, which increases the re-pumping frequency and thus worsens the energy balance of the hydraulic device 12.
  • the tightness of the drain valve 31 is achieved without maintenance work during normal operation of the clutch actuation device. Improved direction in a vehicle, which leads to a reduction in Nachpumpfre frequency.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung einer Dichtheit eines Ventils in einem Hydraulikkreislauf eines Kupplungsbetätigungssystems, bei welchem eine Kupplung (5) von einer in dem Hydraulikkreislauf zirkulierenden Hydraulikflüssigkeit (15) in ihrer Position verändert wird, indem die Hydraulikflüssigkeit (15) auf einen die Kupplung (5) betätigenden Kupplungsnehmerzylinder (18) einwirkt, wobei das Ventil (31) geöffnet ist, wenn die Kupplung (5) in eine Endlage zur Öffnung der Kupplung (5) verschoben wird, und geschlossen ist, wenn die Kupplung (5) in eine weitere Endlage zum Schließen der Kupplung (5) verschoben wird. Bei dem Verfahren wird während der Öffnung des Ventils (31) ein maximaler Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit (15) zur vollständigen Öffnung des Ventils (31) durch das Ventil (31) gefördert.

Description

Verfahren zur Verbesserung einer Dichtheit eines Ventils in einem Hydraulik- kreislauf eines Kupplunqsbetätiqunqssvstems
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

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Verbesserung einer Dichtheit eines Ventils in einem Hydraulik kreislauf eines Kupplungsbetätigungssystems, bei welchem eine Kupplung (5) von einer in dem Hydraulikkreislauf zirkulierenden Hydraulikflüssigkeit (15) in ihrer Position verändert wird, indem die Hydraulikflüssigkeit (15) auf einen die Kupplung (5) betätigenden Kupplungsnehmerzylinder (18) einwirkt, wobei das Ventil (31) geöffnet ist, wenn die Kupplung (5) in eine Endlage zur Öffnung der Kupplung (5) verschoben wird, und geschlossen ist, wenn die Kupplung (5) in eine weitere Endlage zum Schließen der Kupplung (5) verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass während der Öffnung des Ventils (31) ein ma ximaler Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit (15) zur vollständigen Öffnung des Ventils (31 ) durch das Ventil (31 ) gefördert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Aufforde rung zum Schließen der Kupplung (5) das Ventil (31) mit einem maximalen Schließparameter angesteuert wird und die Hydraulikflüssigkeit (15) in den Kupplungsnehmerzylinder (18) gefördert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schlie ßen des Ventils (31) der Volumenstrom in den Kupplungsnehmerzylinder (18) gefördert wird und der Schließparameter des Ventils (31 ) auf ein Niveau redu ziert wird, bei welchem das Ventil (31) im geschlossenen Zustand gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (31) elektrisch angesteuert wird und zum Schließen des Ventils (31) eine ma ximale elektrische Spannung an das Ventil (31 ) angelegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektri sche Spannung nach dem Schließen des Ventils (31 ) auf eine Haltespannung reduziert wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung des Ventils (31) in einen Regelkreis in tegriert ist, durch welchen zyklisch ein Nachpumpen der Hydraulikflüssigkeit (15) zum Schließen der Kupplung (5) mit einem Ablassen der Hydraulikflüssig keit (15) über das Ventil (31) zum Öffnen der Kupplung (5) wechselt, wobei beim Ablassen der Hydraulikflüssigkeit (15) über das Ventil (31 ) der maximale Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit (15) eingestellt wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung des Ventils (31) durch ein Steuergerät (23) erfolgt, welches gleichzeitig eine Pumpe (13) zur Förderung des Volumen stromes der Hydraulikflüssigkeit (15) zum Kupplungsnehmerzylinder (18) an treibt.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Ventil ein Ablassventil (31) verwendet wird, welches in einem Leitungsabzweig (33) zwischen Pumpe (13) und Kupplungsnehmerzy linder (18) positioniert ist, wobei zur Bildung des Hydraulikkreislaufes die über das Ablassventil (31) in eine Hydraulikflüssigkeitsquelle (24) abgegebene Hyd raulikflüssigkeit (15) der Pumpe (13) zugeführt wird.
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DE102022126261B3 (de) 2022-10-11 2024-01-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Betätigung eines Ventils in einem Kraftfahrzeug

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