Kupplungsaktors

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Aktorweges eines hydrauli- sehen Kupplungsaktors, vorzugsweise zur Ansteuerung einer unbetätigt geschlossenen Kupplung eines Fahrzeuges, wobei der Aktorweg in Abhängigkeit einer Temperatur des Kupplungsaktors verändert wird.

In modernen Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, werden

zunehmend automatisierte Kupplungen eingesetzt, die einen hydrostatischen

Kupplungsaktor verwenden. Ein solcher hydrostatischer Kupplungsaktor weist einen Geberzylinder auf, in dem ein Geberkolben axial beweglich gelagert ist. Der elektromotorisch angetriebene Geberkolben des Geberzylinders setzt eine

Hydraulikflüssigkeit, welches in einer hydrostatischen Übertragungsstrecke angeordnet ist, unter Druck, wobei ein Nehmerkolben eines Nehmerzylinders bewegt wird, dessen Bewegung auf die Kupplung übertragen wird, wodurch diese geöffnet wird.

Aus der DE 10 2014 219 029 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur

Steuerung eines Kupplungsaktors zur Betätigung einer Kupplung, vorzugsweise einer unbetätigt geschlossenen Kupplung, für ein Kraftfahrzeug bekannt. Der

Kupplungsaktor kann einen maximalen Weg zur Betätigung des Geberzylinders zurücklegen, um über die hydrostatische Übertragungsstrecke den Nehmerzylinder zu verfahren und die Kupplung vollständig zu öffnen. Der Ausrückweg des

Nehmerkolbens am Nehmerzylinder ist ebenfalls begrenzt. Es ist bekannt, dass der maximale Weg des Kupplungsaktors reduziert wird, um bei einer Temperaturerhöhung den Nehmerzylinder nicht weiter zu verfahren als erlaubt. Dadurch wird der

Nehmerzylinder vor Zerstörung geschützt. Es ist also davon auszugehen, dass bei einer Temperaturerhöhung, bei welcher sich die Hydraulikflüssigkeit ausdehnt, der Aktorweg durch Kompensation so verfahren wird, dass der Ausdehnung

entgegengewirkt wird. Analog ist es bei einem Zusammenziehen der Flüssigkeit bei einem Abkühlvorgang.

Es ist bekannt, dass die Temperatur der Hydraulikflüssigkeit geschätzt und mit der geschätzten Temperatur der Hydraulikflüssigkeit ein Kompensationswert für den Aktorweg berechnet wird. Erwärmt sich die Hydraulikflüssigkeit, dann dehnt sie sich aus, weshalb mit der Kompensation der Aktorweg reduziert wird. Damit die

Temperatur richtig geschätzt werden kann, ist es notwendig, dass die für die

Berechnung der Flüssigkeitstemperatur der Hydraulikflüssigkeit verwendeten Signale richtig sind. So wird z.B. die Platinentemperatur des hydrostatischen Aktors verwendet. Zur Diagnose der Platinentemperatur des hydrostatischen

Kupplungsaktors wird neben den elektrischen Fehlern lediglich der Bereich geprüft, in welchem die Platinentemperatur liegt, beispielsweise im Bereich von -40°C bis +150°C.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung eines Aktorweges eines hydrostatischen Kupplungsaktors anzugeben, welchem ein korrekt gemessener Temperaturwert als Temperatur des Kupplungsaktors zugrunde gelegt wird.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Temperatur des

Kupplungsaktors mittels dreier Temperatursensoren während eines Betriebes des Kupplungsaktors gemessen wird, wobei aus jeweils zwei der durch die Temperatursensoren gemessenen Temperaturen je eine Temperaturdifferenz bestimmt wird und je ein Betrag der so bestimmten drei Temperaturdifferenzen mit einem Temperaturschwellwert verglichen wird, wobei die gemessene Temperatur, deren Betrag der Temperaturdifferenz kleiner ist als der Temperaturschwellwert als Temperatur des Kupplungsaktors zur Bestimmung eines Kompensationswertes des Aktorweges verwendet wird. Dies hat den Vorteil, dass durch die Verwendung der aktuell während des Betriebes des Kupplungsaktors in diesem auftretenden Temperaturen eine Temperatur als Temperatur des Kupplungsaktors ausgewählt wird, die durch den Vergleich der Temperaturdifferenzen mit einem Temperaturschwellwert plausibilisiert wurde. Die Verwendung eines solchen plausibilisierten Temperaturwertes ermöglicht eine genaue Bestimmung eines Kompensationswertes des Kupplungsaktors.

Vorteilhafterweise werden durch die Temperatursensoren eine Platinentemperatur, eine Winkelsensortemperatur und eine Drucksensortemperatur im Kupplungsaktor gemessen. Diese Sensoren sind an sehr unterschiedlichen Positionen im

Kupplungsaktor verbaut und geben somit einen Überblick über die Temperaturverhältnisse an verschiedenen Punkten des Kupplungsaktors. In einer Ausgestaltung wird die Platinentemperatur zur Bestimmung des Kompensationswertes des Aktorweges verwendet, wenn der Betrag der Temperaturdifferenz zwischen Platinentemperatur und Winkelsensortemperatur und/oder der Betrag der Temperaturdifferenz zwischen Platinentemperatur und Drucksensortemperatur kleiner als der Temperaturschwellwert sind. Somit ist eine maximale Verfügbarkeit der dem hydrostatischen Aktor zugeschriebenen Temperatur gewährleistet.

In einer Weiterbildung wird die Platinentemperatur als Temperatur des

Kupplungsaktors bestimmt, wenn die Beträge der Temperaturdifferenz zwischen Platinentemperatur und Winkelsensortemperatur und der Temperaturdifferenz zwischen Platinentemperatur und Drucksensortemperatur gleichzeitig kleiner sind als der Temperaturschwellwert. Dadurch ergibt sich eine doppelte Plausibilisierung der Platinentemperatur.

In einer Variante wird die Winkelsensortemperatur zur Bestimmung des Kompensationswertes des Aktorweges verwendet, wenn der Betrag der Temperaturdifferenz zwischen Winkelsensortemperatur und Drucksensortemperatur kleiner als der vorgegebene Temperaturschwellwert ist. Sollte sich aus dem Vergleich der Temperaturdifferenzen ergeben, dass sowohl die Platinentemperatur als auch die Wnkelsensortem- peratur die vorgegebenen Kriterien erfüllen, so hat die Platinentemperatur eine höhere Priorität gegenüber der Winkelsensortemperatur, weshalb die Platinentemperatur dann als Temperatur des Kupplungsaktors der Bestimmung des Kompensationswertes des Aktorweges zugrunde gelegt wird.

In einer Ausführungsform wird die Winkelsensortemperatur zur Bestimmung des Kompensationswertes des Aktorweges verwendet, wenn der Betrag der Temperaturdifferenz zwischen Platinentemperatur und Winkelsensortemperatur und/oder der Betrag der Temperaturdifferenz zwischen Platinentemperatur und Drucksensortemperatur größer als der Temperaturschwellwert sind. Damit wird sicher festgestellt, dass die Platinentemperatur unplausibel und zur weiteren Verarbeitung nicht geeignet ist.

Um Sprünge bei der Verarbeitung der Temperatur des Kupplungsaktors beim Übergang der Platinentemperatur zur Winkelsensortemperatur als angenommene Temperatur des Kupplungsaktors zu vermeiden, wird bei einem Übergang von der

Platinentemperatur auf die Winkelsensortemperatur als Temperatur des Kupplungsaktors eine Änderungsrate der Temperatur des Kupplungsaktors sehr klein gewählt.

Vorteilhafterweise wird die Temperatur des Kupplungsaktors durch eine Gewichtung der Platinentemperatur und/oder der Winkelsensortemperatur und/oder der Drucksen- sortemperatur ermittelt, wobei der Einfluss der jeweiligen gemessenen Temperatur bei der Plausibilisierung limitiert ist. Durch diese Gewichtung kann die Temperatur des Kupplungsaktors beispielsweise aus der Platinentemperatur und der Winkelsensortemperatur berechnet werden.

In einer Ausgestaltung geht eine nicht plausibilisierte gemessene Temperatur mit 0% und eine plausibilisierte gemessene Temperatur mit 100% in die Bestimmung des Kompensationswertes des Aktorweges ein, wobei ein Übergang von 0% auf 100% der jeweiligen gemessenen Temperatur kontinuierlich erfolgt. Dadurch wird verhindert, dass das daraus berechnete Ergebnis Sprünge aufweist.

In einer Ausführungsform wird die Gewichtung einer gemessenen Temperatur redu- ziert, wenn diese mehrfach nicht plausibilisiert werden konnte. Dabei wird davon ausgegangen, dass der Temperatursensor fehlerhaft ist.

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 Kupplungsbetätigungssystems in einem

Fahrzeug,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der Berechnung der Temperaturdifferenzen der gemessenen Temperaturen in einem Kupplungsaktor.

Fig. 1 zeigt einen Aufbau eines hydrostatischen Kupplungsbetätigungssystems 1 zur Verwendung in einem Fahrzeug. Das hydrostatische Kupplungsbetätigungssystem 1 umfasst auf der Geberseite 2 ein Aktorsteuergerät 3, das einen hydrostatischen Kupplungsaktor 4 ansteuert. Der Kupplungsaktor 4 ist über ein Getriebe 5 mit einem Kolben 6 eines Geberzylinders 7 kinematisch verbunden. Bei einer Lageveränderung des Kupplungsaktors 4 und dabei des Kolbens 6 im Geberzylinder 7 entlang des Aktorweges nach rechts wird ein Volumen des Geberzylinders 7 verändert, wodurch ein Druck p in dem Geberzylinder 7 aufgebaut wird, der über eine Hydraulikflüssigkeit 8 über eine Hydraulikleitung 9 zur Nehmerseite 10 des hydrostatischen

Kupplungsbetätigungssystems 1 übertragen wird. Auf der Nehmerseite 10 verursacht der Druck p der Hydraulikflüssigkeit 8 in einem Nehmerzylinder 1 1 eine

Wegänderung, die auf eine Kupplung 12 übertragen wird, um diese zu betätigen. Bei der Kupplung 12 handelt es sich um eine im unbetätigten Zustand offene Kupplung, wie sie beispielsweise als Hybridtrennkupplung in Hybridfahrzeugen eingesetzt wird.

Die von dem Kolben 6 des Geberzylinders 7 zurückgelegte Wegstrecke entlang des Aktorweges wird mittels eines Wegsensors 13 ermittelt. Der Geberzylinder 7 ist mit einem Ausgleichsbehälter 14 verbunden, wobei eine Verbindungsöffnung 15 des Geberzylinders 7 durch den Kolben 6 des Geberzylinders 7 freigegeben wird, wenn sich der Kolben 6 in einer vorgegebenen Position befindet.

Um eine Zerstörung des Kupplungsbetätigungssystems 1 zu verhindern, wird in Abhängigkeit einer Aktortemperatur die Flüssigkeitstemperatur der Hydraulikflüssigkeit 8 bestimmt, welche mithilfe eines Temperaturmodells berechnet wird. Mit Hilfe der Flüssigkeitstemperatur der Hydraulikflüssigkeit 8 wird ein Kompensationswert des Ausrückweges des Kupplungsaktors 4 bestimmt. Dabei wird eine Platinentemperatur als Temperatur des Kupplungsaktors 4 benutzt, welche mithilfe einer

Wnkelsensortemperatur und einer Drucksensortemperatur, die alle drei im

hydrostatischen Kupplungsaktor 4 gemessen werden, plausibilisiert wird. Diese Berechnung erfolgt im Aktorsteuergerät 3, in welchem das Temperaturmodell zur Berechnung der Flüssigkeitstemperatur der Hydraulikflüssigkeit 8 abgelegt ist. Die Berechnung der Temperatur des Kupplungsaktors 4 kann aber auch auf einem dem Aktorsteuergerät 3 übergeordneten Getriebesteuergerät erfolgen, wenn dieses die entsprechenden Temperatursignale vom Aktorsteuergerät 3 bereitgestellt bekommt.

In dem Kupplungsaktor 4 sind verschiedene, nicht weiter dargestellte Temperatursensoren vorhanden, wie ein Temperatursensor zur Bestimmung einer

Platinentemperatur, ein Temperatursensor zur Bestimmung einer Winkelsensortemperatur und ein Temperatursensor zur Bestimmung einer Drucksensortemperatur. Während des Betriebes des Kupplungsaktors 4 werden die Temperaturen dieser drei genannten Temperatursensoren im Aktorsteuergerät 3 gegeneinander plausibilisiert. Diese Plausibilisierung erfolgt dadurch, dass fortlaufend Temperaturdifferenzen aus den von den drei Temperatursensoren gemessenen Temperaturen gebildet werden, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Dabei wird eine erste Temperaturdifferenz Temp_PlaWi der Platinentemperatur Pia und der Winkelsensortemperatur Wi bestimmt. Gleichzeitig wird eine zweite Temperaturdifferenz Temp_PlaDr der Platinentemperatur Pia und der Drucksensortemperatur Dr ermittelt. Darüber hinaus wird eine dritte Temperaturdifferenz Temp_WDr aus der Winkelsensortemperatur und der Drucksensortemperatur ermittelt. Die Beträge dieser Differenzen werden in Tabelle 1 wiedergegeben.

Tabelle 1

Ein„x" bedeutet, dass das jeweilige Temperatursignal verwendet wird, ein„-" bedeutet, dass das Temperatursignal nicht verwendet. Die Abkürzung„Temp" beinhaltet schon den Betrag der Differenz, obwohl dies nicht ausdrücklich bezeichnet ist.

Die einzelnen Beträge, die aus den Temperaturen der Temperatursensoren berechnet werden, werden mit jeweils einem Temperaturschwellwert verglichen. Ein plausibili- sierter Temperaturwert liegt immer dann vor, wenn der Betrag der Differenz kleiner als der jeweilige Temperaturschwellwert ist. Liegt ein Betrag der Temperaturdifferenz mit der Platinentemperatur Temp_PlaW oder Temp_PlaDr unter dem jeweiligen Tempe- raturschwellwert, wird die Platinentemperatur als Temperatur für den hydrostatischen Kupplungsaktor 4 verwendet. Liegt gleichzeitig auch die Temperaturdifferenz

Temp_WiDr unter dem Schwellwert, so wird immer der Platinentemperatur der Vorrang vor der Winkelsensortemperatur gegeben und die Platinentemperatur dem Temperaturmodell zur Berechnung der Flüssigkeitstemperatur zugeführt. Erst wenn nur noch der Betrag der Temperaturdifferenz Temp_WiDr unter dem jeweiligen Temperaturschwellwert liegt, wird die Winkelsensortemperatur als Temperatur des

Kupplungsaktors 4 verwendet. Dadurch ist eine maximale Verfügbarkeit der Temperaturwerte gewährleistet. Ergibt sich bei der Plausibilisierung, dass von der bisher plausiblen Platinentemperatur infolge einer nicht vorhandene Plausibilisierung auf die Winkelsensortemperatur als Temperatur des Kupplungsaktors 4 umgestiegen werden muss, erfolgt der Übergang von der Platinentemperatur zur Winkelsensortemperatur mit ei- ner kleinen Änderungsrate. Dies ist insbesondere deshalb notwendig, weil das berechnete plausibilisierte Temperatursignal zur Bestimmung der Aktorposition verwendet werden soll.

Eine Temperaturänderung sollte nicht zu schnell erfolgen, weshalb eine

Gradientenlimitierung des Temperatursignals eingeführt wird. Um das Temperatursig- nal einmalig je Zündungszyklus zu initialisieren, muss diese Limitierung kurzzeitig gezielt deaktiviert werden.

Die Plausibilisierung kann auch mit einem aktiven Signal, z.B. der Platinentemperatur, erfolgen, welche dann als Temperatur des Kupplungsaktors 4 verwendet wird, wenn die Beträge der Temperaturdifferenzen Temp_PlaWi und Temp_PlaDr gleichzeitig kleiner als der Temperaturschwellwert sind. Ist dies nicht der Fall, wird die

Platinentemperatur nicht weiter verwendet.

Alternativ kann die Temperatur für den Kupplungsaktor 4 auch über eine Gewichtung der Platinentemperatur, der Drucksensortemperatur und der Winkelsensortemperatur erfolgen. Die Gewichtung wird so gestaltet, dass der Einfluss in die Berechnung der Temperatur der Hydraulikflüssigkeit 8 bei einem nicht-plausiblen oder ungültigen Signal 0% ist, wohingegen bei gültigem und somit plausiblem Signal der Einfluss 100% ist. Der Übergang von 0% auf 100% der jeweiligen Temperatur soll dabei kontinuierlich erfolgen, damit das daraus berechnete Temperatursignal keine Sprünge aufweist. Sind mehrere Signale von Platinentemperatur und Wnkelsensortemperatur zu 100% verfügbar, kann eine Gewichtung zwischen diesen erfolgen, die z.B. vom Temperaturbereich, in welchem diese auftreten, abhängt, da sich die Toleranzen der unterschiedlichen Temperatursensoren bei verschiedenen Temperaturen unterschiedlich ausbilden oder da bestimmte Sensoren in bestimmten Bereichen systematisch nicht so vertrauenswürdig sind. Die Gewichtungsfaktoren können auch vom Status der Temperatursignale abhängen. Ist ein Temperatursignal häufiger ungültig, so kann der Gewichtungsfaktor reduziert werden. Diese Art von Gedächtnis erlaubt es, schlechte Sensoren auszusortieren und deren Signale nicht weiter zu verwenden.

Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine Berechnung der Temperatur des Kupplungsaktors aus plausibilisierten gemessenen Temperatursignalen. Die Verwen- dung von Temperatursignalen, deren Quellen außerhalb des hydrostatischen

Kupplungsaktors 4 ihren Ursprung haben, kann dabei vollständig entfallen, da diese fehlerbehaftet sein können.

Bezugszeichenliste Kupplungsbetätigungssystem

Geberseite

Aktorsteuergerät

Kupplungsaktor

Getriebe

Kolben

Geberzylinder

Hydraulikflüssigkeit

Hydraulikleitung

Nehmerseite

Nehmerzylinder

Kupplung

Wegsensor

Ausgleichsbehälter

Verbindungsöffnung