Fahrzeuges verbauten Hvbridtrennkupplunq

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur aktiven Reibwertänderung einer in einem An triebsstrang eines Fahrzeuges verbauten Hybridtrennkupplung, wobei ein erster Elekt romotor mit einem Kupplungseingang und einem Verbrennungsmotor und ein zweiter Elektromotor mit einem Kupplungsausgang und einem Fahrzeugabtrieb verbunden ist.

Aus der von der Anmelderin hinterlegten, noch unveröffentlichten deutschen Anmel dung mit dem Aktenzeichen DE 10 2018 128 961 .8 ist ein Verfahren zur Ermittlung ei ner Kupplungskenngröße einer Trennkupplung in einem Antriebsstrang eines Fahr zeuges bekannt. Der Antriebsstrang umfasst einen ersten Elektromotor, einen zweiten Elektromotor und einen Verbrennungsmotor, wobei der erste Elektromotor mit einem Kupplungseingang und einem Verbrennungsmotor und der zweite Elektromotor mit einem Kupplungsausgang und einem Fahrzeugabtrieb verbunden ist. Als Kenngröße der Kupplung wird ein Reibwert adaptiert, indem die Kupplung betätigt wird, um einen schlupfenden Zustand einzunehmen und dabei eine vorgegebene Drehzahldifferenz zwischen einer ersten und einer zweiten Drehzahl eingestellt wird, wobei das am Kupplungseingang anliegende Kupplungseingangsmoment ermittelt wird und das Übertragungsdrehmoment abhängig von dem Kupplungseingangsmoment bestimmt wird.

Insbesondere bei Systemen, bei welchen in einem gemeinsamen Hydraulikkreislauf eine Parksperre und eine Hybridtrennkupplung betätigt werden, sowie das Pumpen eines Kühlmediums im Getriebe durchgeführt wird, übernimmt eine elektrisch betrie bene Reversierpumpe die Aufgabe der Umwälzung eines Hydraulikmediums in dem Hydraulikkreislauf. Dabei wird in eine Drehrichtung der Reversierpumpe das Kühlme dium durch den Kühlkreislauf gepumpt, während in der anderen Drehrichtung der be nötigte Druck zur Betätigung von Hybridtrennkupplung bzw. Parksperre zur Verfügung gestellt wird. In einem solchen System ist die Reibleistung an der Hybridtrennkupplung zu gering für die Einstellung eines stabilen Reibwertes an den Reibflächen des Belages der Hybridtrennkupplung. Physikalisch wird durch die geringe Reibleistung der Belag der Hybridtrennkupplung glattgeschliffen, wodurch der Reibwert langsam abnimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur aktiven Reibwertände rung einer in einem Antriebsstrang eines Fahrzeuges verbauten Hybridtrennkupplung anzugeben, bei welcher ein stabiler Reibwert an den Reibflächen des Kupplungsbela ges eingestellt wird.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Aufrauhung einer Oberflä che der Reibbeläge an der nur einen Kraftfluss vom Verbrennungsmotor an den Fahr zeugabtrieb herstellenden Hybridtrennkupplung, die in einem gemeinsamen, mindes tens einen weiteren Verbraucher enthaltenden Hydraulikkreislauf über eine Pumpe betätigt wird, eine Schlupfsituation an der Hybridtrennkupplung eingestellt wird und während dieser Schlupfsituation kontrolliert Energie in die Hybridtrennkupplung einge bracht wird. Dies hat den Vorteil, dass durch die Aufrauhung der Reibeläge der Reib wert an den Belägen der Hybridtrennkupplung erhöht wird. Somit lässt sich auch an einer solchen Hybridtrennkupplung, welche keine Drehzahlunterschiede ausgleichen muss, sondern nur den Kraftfluss von Verbrennungsmotor an den Abtrieb des Fahr zeuges hersteilen muss, eine aktive Reibwertänderung einstellen.

Vorteilhafterweise wird die Hybridtrennkupplung vor Einstellung der Schlupfsituation zur Aufrauhung der Oberfläche der Reibbeläge der Hybridtrennkupplung vollständig unterbrechungsfrei geöffnet und anschließend auf eine vorgegebene Momentenkapa- zität geschlossen, welche unterhalb des maximal möglichen Elektromotorenmomentes liegt. Durch diese Einstellung ist eine Schlupfdrehzahlregelung mithilfe der Elektromo toren zuverlässig möglich. Der erste Elektromotor muss dabei ein Drehmoment ober halb des Kupplungsmomentes stellen, um diese in Schlupf zu versetzen.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Hybridtrennkupplung unterbrechungsfrei in einem Schritt oder kontinuierlich geöffnet. Dies erlaubt eine zuverlässige Unterbre chung des Drehmomentes des Verbrennungsmotors. Vorteilhafterweise erfolgt die Einstellung der Schlupfsituation und der kontrollierte Energieeintrag, wenn ein durch die Hybridtrennkupplung maximal übertragenes Kupp lungsmoment unterhalb eines maximalen Drehmomentes des Verbrennungsmotors liegt. Ausgehend davon, dass von der Hybridtrennkupplung das von dem Verbren nungsmotor vorgegebene Drehmoment nicht mehr übertragen wird, ist ein zuverlässi ger Rückschluss darauf gegeben, dass der Reibwert der Hybridtrennkupplung zu ge ring ist. Da die normale Benutzung der Kupplung diese höheren Reibleistungen nicht vorsieht, welche den Belag wieder Aufrauen würden, wird somit künstlich durch eine gezielte Softwarefunktion diese Reibwertänderung hervorgerufen.

In einer Ausgestaltung wird zur Prüfung der Unterschreitung des maximalen Drehmo mentes des Verbrennungsmotors durch das maximal übertragene Kupplungsmoment der Hybridtrennkupplung eine Differenz der Drehzahlen des ersten und des zweiten Elektromotors überwacht, wobei die Schlupfsituation mit dem kontrollierten Energie eintrag eingestellt wird, wenn die Differenz größer ist als eine sich bei Übertragung des maximalen Kupplungsmomentes der Hybridtrennkupplung ergebende Schlupf drehzahl der Hybridtrennkupplung. Dadurch wird zuverlässig erkannt, dass die Hybrid trennkupplung das Drehmoment des Verbrennungsmotors nicht mehr überträgt.

In einer Variante wird eine Schlupfdrehzahlregelung mit dem ersten und dem zweiten Elektromotor aktiviert. Mittels dieser Schlupfdrehzahlregelung wird der Energieeintrag in die Beläge der Hybridtrennkupplung sichergestellt.

In einer Ausführungsform gibt der zweite Elektromotor für die Schlupfdrehzahlrege lung die Zieldrehzahl für den ersten Elektromotor vor. Somit lässt sich ein solche Schlupfdrehzahl am Kupplungseingang und am Kupplungsausgang einstellen, die ei nen hohen Energieeintrag ermöglicht.

In einer weiteren Ausgestaltung wird die Zieldrehzahl durch den zweiten Elektromotor vorgegeben, indem von der Drehzahl des zweiten Elektromotors ein Offset subtrahiert wird. In dieser Situation führt die Reibleistung an den Belägen der Hybridtrennkupp lung dazu, dass diese aufgeraut werden und sich der Reibwert wieder erhöht. In einer Weiterbildung wird die Einstellung der Schlupfsituation an der Hybridtrenn kupplung zum kontrollierten Energieeintrag in die Hybridtrennkupplung beendet, wenn ein vorgegebener Energieeintragsschwellwert erreicht ist. Ab diesem Zeitpunkt ist die Hybridtrennkupplung in der Lage, das volle Drehmoment des Verbrennungsmotors zu übertragen.

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 einer Hydraulikeinrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Hybridantriebes zum Zusammenwirken mit der Hydraulikeinrichtung gemäß Fig. 1 ,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung der Änderung der Reibwerteinstellung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.

In Fig. 1 ist eine Prinzipdarstellung einer Hydraulikeinrichtung zur Ausführung des er findungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Die Hydraulikeinrichtung 1 umfasst eine Pum pe 2, die auf einer Seite einer Kühlmittelleitung 3 angebunden ist. Die Kühlmittellei tung 3 verbringt ein Hydraulikmedium 7, beispielsweise Öl, zu einem ersten Verbrau cher 4 in Form eines Wärmetauschers. Zu diesem ersten Verbraucher 4 wird das Hyd raulikmedium 7 zum Zwecke einer Kühlung oder einer Schmierung verbracht.

Auf der anderen Seite ist die Pumpe 2 mit einer Aktuierungsleitung 5 verbunden. Die Aktuierungsleitung 5 ist vorbereitet, um das Hydraulikmedium 7 zu einem zweiten Verbraucher s zu verbringen, welcher als Kupplungsnehmerzylinder 21 ausgebildet ist, der in einer Wirkverbindung mit einer Hybridtrennkupplung 20 eines Hybridan triebssystems 16 (Fig. 2) steht. Grundsätzlich ist in beiden Leitungen, wie der Kühlmit telleitung 3 und der Aktuierungsleitung 5 dasselbe Hydraulikmedium enthalten. An die Aktuierungsleitung 5 ist als weiterer Verbraucher ein Parksperrenbetätiger 8 ange schlossen, der auf eine Parksperre 9 wirkt. Ein Schaltventil 10 ist so in die Kühlmittel leitung 3 und/oder die Aktuierungsleitung 5 eingebunden, dass das Hydraulikmedium 7 gezielt dem Parksperrenbetätiger 8 zuführbar ist.

Die Pumpe 2 ist dabei als elektrisch angetriebene Reversierpumpe ausgebildet, die eine erste Förderrichtung ermöglicht, um das Hydraulikmedium 7 bedarfsgerecht der Kühl-/Schmier-Aufgabe zuzuführen, wobei die Pumpe 2 in einer zweiten Förderrich tung das Hydraulikmedium 7 einer oder mehrerer Aktuierungsfunktionen zuführt, wel che im vorliegenden Beispiel der Kupplungs- und/oder Parksperrenfunktion entspre chen. Die Pumpe 2 wird von einem Elektromotor 11 angetrieben, der von einer Steu ereinheit 12 angesteuert wird. Die Pumpe 2, der Elektromotors 11 und die Steuerein heit 12 bilden dabei einen elektrischen Pumpenaktor. Als Hydraulikmittelquelle 13 wird für alle Verbraucher 4, 6, 8 eine Art Getriebesumpf verwendet. In der Aktuierungslei tung 5 ist ein Drucksensor 14 angeordnet, welcher mit der Steuereinheit 12 der Pum pe und über diese mit einer die gesamte Antriebseinheit steuernden Leistungselek tronik verbunden ist.

In Fig. 2 ist eine Prinzipdarstellung eines Hybridantriebssystems 16 gezeigt, welches einen Verbrennungsmotor 17 und zwei Elektromotoren 18, 19 umfasst. Dabei sind die zwei Elektromotoren 18, 19 über die Hybridtrennkupplung 20 koppelbar. Auf der Ein gangsseite der Hybridtrennkupplung 20 ist der Verbrennungsmotor 17 starr mit dem ersten Elektromotor 18 verbunden, welcher als Generator arbeitet und im Bedarfsfall bei der elektrischen Fahrt Energie für den zweiten Elektromotor 19 bereitstellt, welcher ein Fahrzeug mit dem Hybridantriebssystem 16 antreibt. Der zweite Elektromotor 19 ist abtriebsseitig der Hybridtrennkupplung 20 positioniert und mit dem Abtrieb 23 des Hybridfahrzeuges gekoppelt. Eine solche Hybridtrennkupplung 20 kann auf Grund der Pumpenbetätigung zwar schrittweise geschlossen werden, aber nur vollständig in ei nem Schritt geöffnet werden. Bei dieser Konstellation muss die Hybridtrennkupplung 20 keine Drehzahlunterschiede ausgleichen, da nur ein Kraftfluss vom Verbren- nungsmotor 17 auf den Abtrieb 23 hergestellt werden muss. Da die normale Benut zung der Hybridtrennkupplung 20 höhere Reibleistungen nicht vorsieht, welche den Belag wieder aufrauen würden, muss das künstlich durch eine spezielle Softwarefunk tion durchgeführt werden.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Dabei zeigt Fig. 3a das Kupplungsmoment M über der Zeit t, während in Fig. 3b die Differenz An zwischen der Drehzahl des zweiten Elektromotors 19 und des Verbren nungsmotors 17/ersten Elektromotors 18 über der Zeit t dargestellt ist. Dabei wird kon tinuierlich das maximal übertragbare Kupplungsmoment M der Hybridtrennkupplung 20 überwacht. Sinkt dieses maximal übertragbare Kupplungsmoment M der Hybrid trennkupplung 20 unterhalb des maximalen Drehmomentes des Verbrennungsmotors 17, wird eine Schlupfsituation aktiviert.

Vor Einstellung dieser Schlupfsituation wird die Hybridtrennkupplung 20 zum Zeitpunkt t1 unterbrechungsfrei vollständig geöffnet. Zum Zeitpunkt t2 wird die Hybridtrennkupp lung 20 auf ein Kupplungsmoment M unterhalb eines maximalen Elektromotormomen tes MEmax geschlossen. Durch diese Einstellung der Hybridtrennkupplung 20 wird, wie in Fig. 3b gezeigt ist, zum Zeitpunkt t3 eine Schlupfdrehzahl ns zwischen Kupplungs eingang 21 und Kupplungsausgang 22, d.h. den Elektromotoren 1 und 2, eingestellt und geregelt. Während dieser Schlupfdrehzahl ns wird eine vorgegebene Menge an Energie in die Reibbeläge der Hybridtrennkupplung 20 eingetragen, wodurch diese aufgeraut werden. Wird ein Energieeintragsschwellwert Es durch den Energieeintrag Esch in die Reibbeläge erreicht, wird die Schlupfdrehzahl ns abgebaut (Zeitpunkt t4). Dies ist in Fig. 3b gezeigt, wo die Kurve A die Drehzahl nv des Verbrennungsmotors 17, während die Kurve B die Drehzahl nE2 des zweiten Elektromotors 19 anzeigt.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, wo in Fig. 4a der Energieeintrag Esch über der Zeit t und in Fig. 4b der Reibwert m der Kupplungsbeläge der Hybridtrennkupplung 20 über der Zeit t dargestellt ist, erhöht sich mit dem Energieeintrag Esch während der Schlupfsituation in der Hybridtrennkupplung 20 auch der Reibwert m für die Kupplungsbeläge. Das ma ximale Kupplungsmoment M der Hybridtrennkupplung 20 kann nach der Erhöhung des Reibwertes m wieder erreicht werden, wenn ein vorgegebener Betrag Es an Ener- gie in die Beläge der Hybridtrennkupplung 20 eingebracht wird. Dadurch kann das maximale Drehmoment des Verbrennungsmotors 17 wieder übertragen werden.

Bezuqszeichenliste

1 Hydraulikeinrichtung

2 Pumpe

3 Kühlmittelleitung

4 Verbraucher

5 Aktuierungsleitung

6 Verbraucher

7 Hydraulikmedium

8 Parksperrenbetätiger

9 Parksperre

10 Schaltventil

11 Elektromotor

12 Steuereinheit

13 Hydraulikmittelquelle

14 Drucksensor

15 Leistungselektronik

16 Hybridantriebssystem

17 Verbrennungsmotor

18 Elektromotor

19 Elektromotor

20 Hybridtrennkupplung

21 Kupplungseingang

22 Kupplungsausgang 23 Abtrieb

M Kupplungsmoment

Mv Drehmoment des Verbrennungsmotors MEmax maximales Drehmoment eines Elektromotors Dh Drehzahldifferenz

ns Schlupfdrehzahl

Esch Energieeintrag

Es Energieeintragsschwellwert

m Reibwert

t Zeit