DE102009014732B4

DE102009014732B4 - Hydrauliksteuerungssystem für Multimode-Hybridgetriebe und Verfahren zum Regeln desselben

Info

Publication number: DE102009014732B4
Application number: DE102009014732.2A
Authority: DE
Inventors: Eric S. Tryon; Michael D. Foster
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2019-11-28
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: DE102009014732A1

Abstract

Verfahren (100) zum Regeln eines Hydrauliksteuerungssystems (10), das betreibbar ist, um Druckfluid auf ein Getriebe (12) vom Hybridtyp, das mit einer Maschine (14) und zumindest einem Motor (A, B) in Leistungsflussverbindung steht, zu verteilen, wobei das Hydrauliksteuerungssystem (10) eine Hauptpumpe (22), die mit einem Hauptregelventil (32) in Fluidverbindung steht, und eine Hilfspumpe (24), die mit einem Hilfsregelventil (36) in Fluidverbindung steht, umfasst, wobei das Verfahren (100) umfasst:Bestimmen, ob die Maschine (14) in einen Maschinen-Auto-Stopp übergeht (101);Bestimmen einer ersten gegenwärtigen Leitungsdruckanforderung des Getriebes (12), wenn die Maschine (14) in den Maschinen-Auto-Stopp übergeht (105);Festlegen eines Start-Hilfspumpendrucks gleich einem minimalen Hilfspumpendruck (107);Starten der Hilfspumpe (24)(109);Erhöhen der Drehzahl der Hilfspumpe (24)(111);Modifizieren eines gegenwärtigen Hilfspumpendrucks, so dass er gleich der ersten gegenwärtigen Leitungsdruckanforderung ist, indem ein erster Verstärkungsdruck für das Hilfsregelventil (36) mit einem damit in Fluidverbindung stehenden zweiten Drucksteuersolenoid (44) bereitgestellt wird (113); undStoppen der Hauptpumpe (22)(115).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Kraftfahrzeugantriebsstränge. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung Hydrauliksteuerungssysteme für Lastschaltgetriebe vom Multimode-Hybridtyp und Verfahren zum Betreiben derselben.
Im Allgemeinen umfassen Kraftfahrzeuge, wie etwa das herkömmliche Automobil, einen Antriebsstrang, der aus einer Maschine besteht, die über ein Mehrgang-Lastschaltgetriebe mit einem Achsantriebssystem (z.B. hinteren Differential und Rädern) in Leistungsflussverbindung steht. Antriebsstränge vom Hybridtyp wenden im Allgemeinen eine Brennkraftmaschine (ICE) und eine oder mehrere Motor/Generator-Einheiten an, die einzeln oder gemeinsam arbeiten, um dem Fahrzeug Vortrieb zu verleihen - z.B. wird Leistung, die von der Maschine und den Motoren/Generatoren ausgegeben wird, durch eine Planetenradanordnung in dem Mehrganggetriebe zur Übertragung auf den Achsantrieb des Fahrzeugs transferiert. Die primäre Funktion des Mehrgang-Lastschaltgetriebes ist es, die Drehzahl und das Drehmoment so zu regeln, dass Bedienerforderungen nach Fahrzeuggeschwindigkeit und -beschleunigung nachgekommen wird.
Damit es richtig arbeitet, benötigt das Lastschaltgetriebe eine Versorgung mit Druckfluid, wie etwas herkömmlichem Getriebeöl. Das Druckfluid kann für solche Funktionen wie Kühlung und Schmierung verwendet werden. Die Schmier- und Kühlfähigkeiten der Getriebeölsysteme beeinflussen die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Getriebes stark. Zusätzlich erfordern Mehrgang-Lastschaltgetriebe Druckfluid für eine gesteuerte Einrückung und Ausrückung, gemäß einem Soll-Plan, der verschiedenen Drehmomentübertragungsmechanismen, die arbeiten, um die Drehzahlverhältnisse in der internen Zahnradanordnung herzustellen.
Getriebe werden traditionell mit Hydraulikfluid über ein Ölsystem mit einem Nasssumpf (d.h. einem internen Reservoir) versorgt, das getrennt von dem Ölsystem der Maschine ist. Das Fluid ist typischerweise in einem Hauptreservoir oder Hauptsumpfvolumen gespeichert, wo es zu einer Aufnahme oder einem Einlassrohr zur Kommunikation mit der Hydraulikpumpe/den Hydraulikpumpen eingeleitet wird. Die Pumpe arbeitet, um das Fluid für eine nachfolgende Übermittlung zu dem Getriebe unter Druck zu setzen.
Es ist allgemein bekannt, in Mehrganggetrieben eine Pumpe mit fester Verdrängung (oder „PF“, gemäß industriellem Usus) zu benutzen. Eine PF-Pumpe kann aufgrund der Verdrängungseigenschaften von Pumpen vom PF-Typ relativ sofortigen Druck und Strömung für einen Hydraulikkreis erzeugen, wenn der Kreis geöffnet ist. Zusätzlich oder anstelle einer PF-Pumpe ist auch bekannt, eine Pumpe mit variabler Verdrängung (oder „PV“ gemäß industriellem Usus) zu verwenden, um den Hydraulikfluidbedarf eines Mehrganggetriebes zu decken. Die PV-Pumpe erzeugt eine bedarfsabhängige variable Strömung. Somit lassen PV-Pumpensysteme unter Bereitschaftsbedingungen nicht so viel Hydraulikfluid zirkulieren.
Eine Prämisse hinter Fahrzeugen vom Hybridtyp ist, dass alternative Energie verfügbar ist, um dem Fahrzeug Vortrieb zu verleihen, wodurch die Abhängigkeit von der Maschine für Leistung so gering wie möglich und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit erhöht wird. Da Fahrzeuge vom Hybridtyp ihre Leistung von anderen Quellen als der Maschine beziehen können, arbeiten Maschinen in Fahrzeugen vom Hybridtyp typischerweise häufiger bei niedrigeren Drehzahlen als ihre traditionellen Gegenstücke und können ausgeschaltet werden, während dem Fahrzeug durch die alternative Leistungsquelle/Leistungsquellen Vortrieb verliehen wird. Beispielsweise beruhen elektrisch verstellbare Getriebe alternativ auf Elektromotoren, die in dem Getriebe untergebracht sind, um den Triebstrang des Fahrzeugs mit Leistung zu beaufschlagen.
Maschinen in Fahrzeugen vom Hybridtyp müssen häufiger als Maschinen von nichthybriden Systemen starten und stoppen. Wenn die Maschine in einem Fahrzeug vom Hybridtyp nicht arbeitet (d.h. in einem ausgeschalteten Zustand), werden Hydraulikpumpen, die ihre Leistung allein von der Maschine beziehen, funktionsunfähig. Daher umfassen viele Hybridantriebsstränge eine elektrisch angetriebene sekundäre oder Hilfspumpe, die unabhängig von der Maschine läuft, z.B. durch Triebstränge oder eine Batterie des Fahrzeugs mit Leistung beaufschlagt werden, um während Zeiträumen, wenn die Maschine abgeschaltet ist, Hydraulikdruck bereitzustellen.
Der Bauraum in und um den Antriebsstrang in Fahrzeugen vom Hybridtyp herum ist normalerweise knapp, was die Verwendung eines größeren Hilfspumpenmotors einschränkt. Zusätzlich zu architektonischen Beschränkungen ist der Einbau eines größeren Pumpenmotors aufgrund der Randbedingungen Masse, Kosten und Kraftstoffwirtschaftlichkeit nicht immer möglich. Daher kann es sein, dass der Motor einer Getriebehilfspumpe so klein ist, dass er unter bestimmten Bedingungen nicht in der Lage ist, zuverlässig zu starten. Eine Getriebehilfspumpe, die während Übergangsperioden (z.B. einem Übergang in den hybriden „Antriebsmodus mit ausgeschalteter Maschine“) ausfällt, kann jedoch potentiell zu einem Schlupfen der Getriebeanfahrkupplung und zu einem reinen Betrieb mit „eingeschalteter Maschine“ führen.
Aufgrund von Größenbegrenzungen ist der Druck, gegen den die Hilfspumpe arbeiten kann, im Allgemeinen begrenzt. In den meisten Fällen arbeitet die Hilfspumpe bei einem wesentlich niedrigeren Druck als die maschinengetriebene Getriebepumpe. Daher kann die Hilfspumpe stehen bleiben, wenn sie dazu gezwungen wird, bei zu großen Getriebedrücken zu arbeiten.
Aus der US 6 709 362 B2 ist ein Hydrauliksteuerungssystem zum Regeln einer Verteilung von Druckfluid auf ein Getriebe vom Hybridtyp, das mit einer Maschine, einem Motor/Generator und einer Brennstoffzelle in Leistungsflussverbindung steht bekannt. Das Getriebe weist eine Sekundärbatterie als Leistungsquelle und ein Hydraulikfluidreservoir auf. Das Hydrauliksteuerungssystem umfasst eine Hauptpumpe, die mit dem Hydraulikfluidreservoir in Fluidverbindung und mit der Maschine in Antriebsverbindung steht, wobei die Hauptpumpe selektiv betreibbar ist, um dem Getriebe eine erste Strömung von Hydraulikdruckfluid zuzuführen; eine Hilfspumpe, die mit dem Hydraulikfluidreservoir in Fluidverbindung und mit der Leistungsquelle in Antriebsverbindung steht, wobei die Hilfspumpe selektiv betreibbar ist, um dem Getriebe eine zweite Strömung von Hydraulikdruckfluid zuzuführen; ein Regelventil, das mit der Hauptpumpe und mit der Hilfspumpe in Fluidverbindung steht und ausgestaltet ist, um die erste und zweite Strömung von Hydraulikdruckfluid zu regeln; und einen Fluiddruckregler, der mit dem Regelventil in Wirkverbindung steht und betreibbar ist, um selbiges zu steuern. Der Fluiddruckregler ist ausgestaltet, um während eines Maschinen-Auto-Starts und eines Maschinen-Auto-Stopps und Übergängen dorthin die erste und zweite Strömung von Druckfluid zu steuern. Damit werden folgende Verfahrensschritte realisiert: Bestimmen, ob die Maschine in einen Maschinen-Auto-Stopp übergeht; Bestimmen einer ersten gegenwärtigen Leitungsdruckanforderung des Getriebes, wenn die Maschine in den Maschinen-Auto-Stopp übergeht; Starten der Hilfspumpe und Stoppen der Hauptpumpe. Das Verfahren umfasst auch entsprechende Schritte, wenn die Maschine in einen Maschinen-Auto-Start übergeht.
Die EP 1 806 521 A2 offenbart ein Hydrauliksteuerungssystem zum Regeln einer Verteilung von Druckfluid auf ein Getriebe vom Hybridtyp, das mit einer Maschine und einem Motor/Generator in Leistungsflussverbindung steht. Das Getriebe weist eine Batterie als Leistungsquelle und ein Hydraulikfluidreservoir auf. Das Hydrauliksteuerungssystem umfasst eine Hauptpumpe, die mit dem Hydraulikfluidreservoir in Fluidverbindung und mit der Maschine in Antriebsverbindung steht, wobei die Hauptpumpe selektiv betreibbar ist, um dem Getriebe eine erste Strömung von Hydraulikdruckfluid zuzuführen; eine Hilfspumpe, die mit dem Hydraulikfluidreservoir in Fluidverbindung und mit der Leistungsquelle in Antriebsverbindung steht, wobei die Hilfspumpe selektiv betreibbar ist, um dem Getriebe eine zweite Strömung von Hydraulikdruckfluid zuzuführen; ein Regelventil, das mit der Hauptpumpe und mit der Hilfspumpe in Fluidverbindung steht und ausgestaltet ist, um die erste und zweite Strömung von Hydraulikdruckfluid zu regeln; und eine Steuerung, die mit dem Regelventil in Wirkverbindung steht und betreibbar ist, um selbiges zu steuern. Der Steuerung ist ausgestaltet, um während eines Maschinen-Auto-Starts und eines Maschinen-Auto-Stopps und Übergängen dorthin die erste und zweite Strömung von Druckfluid zu steuern. Damit werden folgende Verfahrensschritte realisiert: Bestimmen, ob die Maschine in einen Maschinen-Auto-Stopp übergeht; Bestimmen einer ersten gegenwärtigen Leitungsdruckanforderung des Getriebes, wenn die Maschine in den Maschinen-Auto-Stopp übergeht; Starten der Hilfspumpe und Stoppen der Hauptpumpe, wenn ein Druck einen ersten Schwellenwert unterschreitet. Das Verfahren umfasst auch entsprechende Schritte, wenn die Maschine in einen Maschinen-Auto-Start übergeht, so dass die Hilfspumpe gestoppt und die Hauptpumpe gestartet wird, wenn ein Druck einen zweiten Schwellenwert überschreitet.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die bekannten Hydrauliksteuerungssysteme zu verbessern und verbesserte Verfahren zum Regeln eines Hydrauliksteuerungssystems zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 11 sowie ein Hydrauliksteuerungssystem gemäß Anspruch 16 gelöst.
Die vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes Hydrauliksteuerungssystem für ein Lastschaltgetriebe vom Multimode-Hybridtyp bereit. Um den Wirkungsgrad, die Zuverlässigkeit und die Ansprechzeit des Fahrzeugantriebsstrangs zu verbessern, stellt die vorliegende Erfindung auch verbesserte Verfahren zum Betreiben des Hydrauliksteuerungssystems bereit. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung stellt einen kontinuierlichen Kupplungsdruck bei spezifischen gesteuerten Niveaus während aller Fahrzeugbetriebsabläufe sicher, einschließlich Maschinen-Auto-Start und Auto-Stopp und Übergangsperioden dorthin. Dadurch bietet die vorliegende Erfindung einen Schutz vor Druckabfällen während Pumpenübergängen und Druckübergaben, die sonst Kupplungsschlupfen oder -stöße bewirken könnten. Diese Erfindung schützt auch die Hilfspumpe vor hohen Getriebedrücken, indem zusätzliche Druckablassstrecken und ein Verstärkungsakkumulatorventil bereitgestellt werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Regeln eines Hydrauliksteuerungssystems vorgesehen, das betreibbar ist, um Druckfluid auf ein Lastschaltgetriebe vom Multimode-Hybridtyp zu verteilen. Das Hybridgetriebe steht in Leistungsflussverbindung mit (z.B. ist selektiv antreibend verbindbar mit) einer Maschine und einer oder mehreren Motoranordnungen. Das Hydrauliksteuerungssystem umfasst eine maschinengetriebene Hauptpumpe, die mit einem Hauptregelventil in Fluidverbindung steht, und eine elektrisch angetriebene Hilfspumpe, die mit einem Hilfsregelventil in Fluidverbindung steht.
Das Verfahren umfasst: Bestimmen, ob die Maschine in einen Maschinen-Auto-Stopp übergeht; wenn dies der Fall ist, Bestimmen der Leitungsdruckanforderungen des Getriebes unter gegenwärtigen Betriebsbedingungen; Festlegen des Startdrucks der Hilfspumpe gleich dem minimalen Hilfspumpendruck; Starten der Hilfspumpe; Erhöhen der Hilfspumpendrehzahl; Modifizieren des gegenwärtigen Drucks der Hilfspumpe, so dass er gleich den gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen ist, indem ein Verstärkungsdruck für das Hilfsregelventil mit einem Drucksteuersolenoid bereitgestellt wird, das mit dem Hilfsregelventil in Fluidverbindung steht; und Stoppen der Hauptpumpe.
Gemäß einem Aspekt dieser Ausführungsform umfasst das Festlegen des Start-Hilfspumpendrucks gleich einem minimalen Hilfspumpendruck das Schließen des Drucksteuersolenoids und dadurch das Beseitigen des Verstärkungsdrucks, der von dem Drucksteuersolenoid auf das Hilfsregelventil aufgegeben wird.
Es ist erwünscht, dass das Verfahren dieser Ausführungsform auch das Reduzieren des gegenwärtigen Hauptpumpendrucks, so dass er gleich einem minimalen Hauptpumpendruck ist, vor dem Stoppen der Hauptpumpe umfasst, wenn die Maschine in einen Maschinen-Auto-Stopp übergeht. Das Reduzieren des gegenwärtigen Hauptpumpendrucks umfasst vorzugsweise das Schließen eines zusätzlichen oder Hilfsdrucksteuersolenoids, das mit dem Hauptregelventil in Fluidverbindung steht, und dadurch das Beseitigen des Verstärkungsdrucks, der von dem Drucksteuersolenoid, das mit dem Hauptregelventil in Fluidverbindung steht, auf das Hauptregelventil aufgegeben wird.
Gemäß einem anderen Aspekt erfolgt das Stoppen der Hauptpumpe, wenn die Maschine in einen Maschinen-Auto-Stopp übergeht, in Ansprechen darauf, dass der gegenwärtige Hilfspumpendruck gleich den gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen des Getriebes ist.
Es ist darüber hinaus erwünscht, dass das Verfahren umfasst: Bestimmen, ob die Maschine in einen Maschinen-Auto-Start übergeht; Bestimmen der gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen des Getriebes, wenn die Maschine in einen Maschinen-Auto-Start übergeht; Festlegen des Startdrucks der Hauptpumpe gleich einem optimalen Pumpenstartdruck; Starten der Hauptpumpe; Erhöhen der Drehzahl der Hauptpumpe; Modifizieren des gegenwärtigen Drucks der Hauptpumpe, so dass er gleich den gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen ist, indem ein Verstärkungsdruck für das Hauptregelventil mit dem Hilfsdrucksteuersolenoid, das mit diesem in Fluidverbindung steht, bereitgestellt wird; und Stoppen der Hilfspumpe. Indem ein separates Drucksteuersolenoid für den Betrieb mit einer Druckregelungs- und -verstärkungsfunktion benutzt wird, kann die Ausgangsleistung jeder Pumpe unter allen Fahrzeugbetriebsbedingungen individuell optimiert werden. Außerdem gestattet diese Erfindung, dass beide Pumpen gleichzeitig bei jedem gewünschten Druck eingeschaltet sein können, indem für jede eine unabhängige Leitungsdrucksteuerung verwendet wird.
In diesem Fall umfasst das Festlegen des Hauptpumpen-Startdrucks gleich dem optimalen Hauptpumpen-Startdruck das Anweisen des Drucksteuersolenoids, einen optimalen Verstärkungsgewinndruck auf das Hauptregelventil aufzugeben. Es ist ferner bevorzugt, dass das Verfahren auch das Reduzieren des gegenwärtigen Drucks der Hilfspumpe, so dass er gleich dem minimalen Hilfspumpendruck ist, vor dem Stoppen der Hilfspumpe umfasst. Der Hilfspumpendruck kann reduziert werden, indem das jeweilige Drucksteuersolenoid geschlossen wird und dadurch der Verstärkungsdruck, der auf das Hilfsregelventil durch das damit in Verbindung stehende Drucksteuersolenoid aufgegeben wird, beseitigt wird. Schließlich erfolgt das Stoppen der Hilfspumpe vorzugsweise in Ansprechen darauf, dass der gegenwärtige Hauptpumpendruck gleich den gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen des Getriebes ist.
In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Regeln eines Hydrauliksteuerungssystems für ein Lastschaltgetriebe vom Multimode-Hybridtyp vorgesehen. Das Getriebe steht in Leistungsflussverbindung mit einer Maschine und zumindest einem Motor. Das Hydrauliksteuerungssystem umfasst eine maschinengetriebene Hauptpumpe, die in Fluidverbindung mit einem Hauptregelventil steht, und eine elektrisch angetriebene Hilfspumpe, die in Fluidverbindung mit einem Hilfsregelventil steht.
Das Verfahren umfasst: Bestimmen, ob die Maschine in entweder einen Maschinen-Auto-Stopp oder einen Maschinen-Auto-Start übergeht; wenn dies der Fall ist, Bestimmen der gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen des Getriebes; Festlegen des Startdrucks der Hilfspumpe gleich einem minimalen Hilfspumpendruck, wenn die Maschine in einen Maschinen-Auto-Stopp übergeht, oder Festlegen des Startdrucks der Hauptpumpe gleich einem optimalen Hauptpumpen-Startdruck, wenn die Maschine in einen Maschinen-Auto-Start übergeht; Starten der Hilfspumpe, wenn die Maschine in einen Maschinen-Auto-Stopp übergeht, oder der Hauptpumpe, wenn die Maschine in einen Maschinen-Auto-Start übergeht; Erhöhen der Drehzahl der gestarteten Pumpe; Modifizieren des gegenwärtigen Pumpendrucks der gestarteten Pumpe, so dass er gleich den gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen ist, indem ein Verstärkungsdruck für ein entsprechendes der Regelventile unter Benutzung eines ersten Drucksteuersolenoids, das mit dem Hilfsregelventil in Fluidverbindung steht, oder eines zweiten Drucksteuersolenoids, das mit dem Hauptregelventil in Fluidverbindung steht, bereitgestellt wird; und Stoppen der anderen der Pumpen (z.B. der Pumpe, die sich bereits in einem Ein-Zustand befindet).
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform ist ein Hydrauliksteuerungssystem zum Regeln der Verteilung von Druckfluid auf ein Lastschaltgetriebe vom Multimodehybrid-Typ vorgesehen. Das Getriebe steht mit einer Maschine und einer oder mehreren Motoranordnungen in Leistungsflussverbindung. Das Getriebe weist eine Leistungsquelle, wie etwa eine Batterie oder eine Motor/Generator-Anordnung, und ein oder mehrere Hydraulikfluidreservoire auf. Das Getriebe weist auch eine gegenwärtige Leitungsdruckanforderung auf, die beispielsweise von gegenwärtigen Fahrzeugbetriebsbedingungen und Bedienerforderungen abhängt.
Das Hydrauliksteuerungssystem umfasst eine Hauptpumpe, die mit einem der Hydraulikfluidreservoire in Fluidverbindung und mit der Maschine in Antriebsverbindung steht. Die Hauptpumpe ist selektiv betreibbar, um dem Getriebe eine erste Strömung von Hydraulikdruckfluid zu liefern. Das Hydrauliksteuerungssystem umfasst auch eine Hilfspumpe, die mit einem der Hydraulikfluidreservoire in Fluidverbindung und mit der Leistungsquelle in Antriebsverbindung steht. Die Hilfspumpe ist selektiv betreibbar, um dem Getriebe eine zweite Strömung von Hydraulikdruckfluid zu liefern. Ein Hauptregelventil steht mit der Hauptpumpe in direkter Fluidverbindung und ist ausgestaltet, um die Strömung von Hydraulikfluid von dort zu regeln. Ähnlich steht ein Hilfsregelventil mit der Hilfspumpe in direkter Fluidverbindung und ist ausgestaltet, um die Strömung von Hydraulikdruckfluid von dort zu regeln.
Ein erstes Drucksteuersolenoid steht mit dem Hauptregelventil in direkter Fluidverbindung und ist ausgestaltet, um einen ersten Verstärkungsdruck für das Hauptregelventil bereitzustellen und dadurch die Ausgangsleistung der Hauptpumpe zu verstärken. In einer ähnlichen Hinsicht steht ein zweites Drucksteuersolenoid mit dem Hilfsregelventil in direkter Fluidverbindung. Das zweite Drucksteuersolenoid ist ausgestaltet, um einen zweiten Verstärkungsdruck für das Hilfsregelventil bereitzustellen und dadurch die Ausgangsleistung der Hilfspumpe zu verstärken. Ein Controller steht mit dem ersten und zweiten Drucksteuersolenoid in Wirkverbindung und ist ausgestaltet, um selbige zu steuern. Der Controller ist betreibbar, um selektiv die Verteilung des ersten und zweiten Verstärkungsdrucks auf das Haupt- bzw. das Hilfsregelventil derart zu modifizieren, dass zumindest eine von der ersten und zweiten Strömung von Druckfluid während des Maschinen-Auto-Starts und des Maschinen-Auto-Stopps und Übergängen dorthin gleich den gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen des Getriebes ist.
Gemäß einem Aspekt dieser Ausführungsform zeichnet sich das erste Drucksteuersolenoid durch das Fehlen einer direkten Fluidverbindung mit dem Hilfsregelventil aus, wohingegen das zweite Drucksteuersolenoid sich vorzugsweise durch ein Fehlen einer direkten Fluidverbindung mit dem Hauptregelventil auszeichnet. In dieser Hinsicht steht das erste Drucksteuersolenoid mit dem zweiten Drucksteuersolenoid in direkter Fluidverbindung.
Gemäß einem anderen Aspekt umfasst das Hydrauliksteuerungssystem ein Verstärkungsakkumulatorventil, das mit dem Hilfsregelventil in direkter Fluidverbindung steht. Das Verstärkungsakkumulatorventil arbeitet, um Fluiddruckschwankungen, die durch die Kombination aus dem zweiten Drucksteuersolenoid und einer Bewegung des Hilfsregelventils erzeugt werden, zu dämpfen.
Gemäß noch einem anderen Aspekt umfasst das Hydrauliksteuerungssystem auch ein Getriebeölkühlersystem (TOC von transmission oil cooler). Das TOC steht mit sowohl dem Hauptregelventil als auch dem Hilfsregelventil in Fluidverbindung. Ein Kühlerentlastungsventil ist zwischen dem TOC und dem Hauptregelventil angeordnet und ist betreibbar, um eine Fluidströmung dort hindurch zu beschränken. Idealerweise steht das Hilfsregelventil auch mit dem Kühlerentlastungsventil in direkter Fluidverbindung. Idealerweise umfasst das Hilfsregelventil eine Auslassöffnung und ist ausgestaltet, um Fluid durch die Auslassöffnung abzulassen, wenn der Druck des Hydraulikdruckfluids von dem Kühlerentlastungsventil einen maximalen geregelten Hilfspumpendruck übersteigt. Ein thermisches Umgehungsventil kann ebenfalls zwischen dem Getriebeölkühlersystem und sowohl dem Haupt- als auch dem Hilfsregelventil angeordnet sein. Das thermische Umgehungsventil ist betreibbar, um eine Fluidströmung an dem Getriebeölkühlersystem vorbei umzulenken, wenn die Fluidtemperatur unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft beschrieben:

1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugantriebsstrangs, der ein Lastschaltgetriebe vom Multimode-Mehrgang-Hybridtyp mit einem Hydrauliksteuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
2 ist eine graphische Darstellung des verstärkten Drucks, der von der Hauptpumpe von 1 unter Verwendung eines unabhängigen Drucksteuersolenoids abgegeben wird;
3 ist eine graphische Darstellung des verstärkten Drucks, der von der Hilfspumpe von 1 unter Verwendung eines unabhängigen Drucksteuersolenoids abgegeben wird; und
4A und 4B stellen ein Flussdiagramm dar, das ein Verfahren zum Regeln eines Hydrauliksteuerungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder entsprechende Teile in all den verschiedenen Ansichten darstellen, ist in 1 ein Hydrauliksteuerungssystem schematisch gezeigt, das allgemein mit 10 gekennzeichnet ist, um Schmier- und Kühlfluid zu verschiedenen Bauteilen eines Lastschaltgetriebes 12 sowie Druckfluid für eine gesteuerte Einrückung und Ausrückung der verschiedenen Drehmomentübertragungsmechanismen zu liefern, die arbeiten, um die Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahlverhältnisse in dem Getriebe 12 herzustellen. Das Hydrauliksteuerungssystem 10, das, obwohl es hierin so beschrieben ist, dass es einem Lastschaltgetriebe 12 vom Multimode-Hybridtyp eines Automobils Hydraulikfluid zuführt, kann auch in verschiedenen anderen Anwendungen angewandt werden, wie etwa beispielsweise bei Luftfahrzeugen (z.B. Flugzeugen, Hubschraubern usw.), landwirtschaftlichen Fahrzeugen (z.B. Mähdrescher, Traktor usw.), Baufahrzeugen (z.B. Gabelstapler, Tiefbagger, Löffelbagger usw.) und stationären Maschinen (z.B. hydraulische Presse, hydraulischer Bohrer usw.).
Eine wiederstartbare Maschine 14 ist selektiv antreibend mit einem Achsantriebssystem 16 über das Lastschaltgetriebe 12 vom Hybridtyp verbunden oder steht mit diesem in Leistungsflussverbindung. Die Maschine 14 überträgt Leistung, vorzugsweise mittels Drehmoment, auf das Getriebe 12 über eine Maschinenabtriebswelle 18 (die üblicherweise als eine „Kurbelwelle“ bezeichnet wird). Das Getriebe 12 ist ausgebildet, um Leistung von der Maschine 14 für das Achsantriebssystem 16 zu manipulieren und zu verteilen, welches hierin durch ein hinteres Differential 15 und Räder 17 dargestellt ist. Genauer ist das hintere Differential 15 ausgestaltet, um Leistung und Drehmoment von einer Getriebeabtriebswelle 20 zu verteilen, um die Vielzahl von Rädern 17 anzutreiben und dem Hybridfahrzeug (das hierin nicht speziell gekennzeichnet ist) Vortrieb zu verleihen. In der in 1 dargestellten Ausführungsform kann die Maschine 14 irgendeine Maschine sein, wie beispielsweise ein Zweitakt-Dieselmotor oder ein Viertakt-Benzinmotor, ohne Einschränkung darauf, welcher leicht angepasst werden kann, um seine verfügbare Ausgangsleistung typischerweise mit einer Anzahl von Umdrehungen pro Minute (U/min) abzugeben. Obwohl dies in 1 nicht speziell dargestellt ist, ist festzustellen, dass das Achsantriebssystem 16 irgendeine bekannte Ausgestaltung umfassen kann - z.B. ein Vorderradantrieb (FWD), ein Hinterradantrieb (RWD), ein Vierradantrieb (4WD) oder ein Allradantrieb (AWD).
Eine erste und zweite Elektromotor/Generator-Anordnung A bzw. B sind jeweils konzentrisch und verbindbar mit einer Hauptwelle (nicht gezeigt) des Getriebes 12, vorzugsweise über eine Reihe von Planetenradsätzen (nicht gezeigt), die gemeinsam mit einem oder mehreren selektiv einrückbaren Drehmomentübertragungsmechanismen (z.B. Kupplungen, Bremsen usw.) arbeiten, um die Getriebeabtriebswelle 20 zu rotieren. Die Motor/Generator-Anordnungen A, B sind vorzugsweise ausgestaltet, um selektiv als Motor und Generator zu arbeiten. Das heißt, die Motor/Generator-Anordnungen A, B sind in der Lage, elektrische Energie in mechanische Energie umzuwandeln (z.B. während des Fahrzeugvortriebs), und mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln (z.B. während des regenerativen Bremsens).
Das Hydrauliksteuerungssystem 10 umfasst eine erste, Hauptpumpe 22 (die hierin auch als „Maschinenpumpe“ oder „maschinengetriebene Pumpe“ bezeichnet wird) und eine zweite, Hilfspumpe 24 (die hierin auch als „Hilfspumpe“ oder „elektrisch angetriebene Pumpe“ bezeichnet wird). Genauer ist die Fahrzeugmaschine 14 funktional mit der Hauptpumpe 22 verbunden, um an diese eine Antriebskraft (d.h. Leistung) zu übermitteln. In ähnlicher Hinsicht umfasst das Hydrauliksteuerungssystem 10 auch eine Leistungsquelle 26, die betreibbar ist, um eine Antriebskraft (d.h. Leistung) an die Hilfspumpe 24 zu übermitteln. Die Leistungsquelle 26 kann irgendeine einer Vielfalt von Einrichtungen umfassen, die betreibbar sind, um eine elektrische Energiespeicherfähigkeit und -verteilung bereitzustellen, wie beispielsweise, ohne Einschränkung darauf, eine Batterie, eine Brennstoffzelle, einen Kondensator, ein Schwungrad und dergleichen. Es ist auch festzustellen, dass 1 lediglich eine schematische Darstellung ist und somit alternative Mittel zum Antreiben jeder Pumpe erhältlich sind.
Die Hauptpumpe 22 ist vorzugsweise ein Pumpentyp mit variabler Verdrängung (PV). Die Hauptpumpe 22 ist selektiv betreibbar, um eine erste Strömung von Hydraulikdruckfluid (zu Erläuterungszwecken durch Pfeil F1 dargestellt) an das Getriebe 12 mit verschiedenen Volumen und Drücken zu liefern. Die Hilfspumpe 24 ist vorzugsweise eine Pumpe mit fester Verdrängung (PF) vom Verdrängertyp. Die Hilfspumpe 24 ist selektiv betreibbar, um eine zweite Strömung von Hydraulikdruckfluid (zu Veranschaulichungszwecken durch Pfeil F2 dargestellt) an das Getriebe 12 zu liefern. Obwohl es nicht erforderlich ist, kann die Hilfspumpe 24 eine elektromotorgetriebene Hochspannungs-10-Zahn-Gerotorpumpe sein. Es ist auch als im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung liegend anzusehen, dass beide Pumpen 22, 24 PV-Pumpen, PF-Pumpen oder irgendeine Kombination davon sein können.
Ein erstes und zweites Sumpfvolumen 27A bzw. 27B (die in Wirklichkeit allein aus einer einzigen Ölwanne bestehen können) sind jeweils ausgestaltet, um Hydraulikfluid, wie etwa Getriebeöl 28, zur Verteilung auf das Getriebe 12 und seine verschiedenen Bauteile zu lagern oder zu speichern. Die Hauptpumpe 22 ist fluidtechnisch mit dem ersten (oder Haupt-) Sumpfvolumen 27A verbunden, um Getriebeöl 28 daraus abzuziehen. Die Hilfspumpe 24 ist fluidtechnisch mit dem zweiten (oder Hilfs-)Sumpfvolumen 27B verbunden, um Getriebeöl 28 daraus abzuziehen.
Ein verteiltes Steuerungssystem, das ein Maschinensteuermodul (ECM), ein Getriebesteuermodul (TCM) und ein Energiespeichersteuermodul (ESCM) umfassen kann, aber nicht darauf beschränkt ist, ist in 1 gemeinschaftlich in einer beispielhaften Ausführungsform als eine einzige auf einem Mikroprozessor beruhende elektronische Steuereinheit (ECU) 30 dargestellt. Die ECU 30 (die hierin auch als „Controller“ bezeichnet wird) weist eine geeignete Menge an programmierbarem Speicher auf, der derart programmiert ist, dass er, neben anderen Dingen, einen Algorithmus oder ein Verfahren 100 zum Regeln eines Hydrauliksteuerungssystems umfasst, wie es nachstehend anhand der 4A und 4B detaillierter besprochen wird. Die ECU 30 steht mit der Hauptpumpe 22, der Hilfspumpe 24 und dem ersten bzw. zweiten Drucksteuersolenoid 42 bzw. 44 in Wirkverbindung. Die ECU 30 ist vorzugsweise derart programmiert und ausgestaltet, um zum Teil den individuellen und kooperativen Betrieb des Hydrauliksteuerungsventils 10, des Getriebes 12 und der Maschine 14 zu steuern. Fachleute werden erkennen und verstehen, dass das vom Controller 30 benutzte Kommunikationsmittel nicht auf die Verwendung von elektrischen Kabeln („„verdrahtet“) beschränkt ist, sondern beispielsweise eine Funkfrequenz- oder andere drahtlose Technologie, faseroptische Verkabelung usw. sein kann.
Ein Hauptregelventil, das in 1 allgemein mit 32 angegeben ist, steht mit der Hauptpumpe 22 über eine erste Hydraulikleitung oder einen ersten Hydraulikkreis 34 in direkter Fluidverbindung. Das Hauptregelventil 32, das in der Natur einer federvorgespannten, Mehröffnungs-Schiebeventilanordnung vorliegt, ist ausgestaltet, um die Strömung von Hydraulikdruckfluid von der Hauptpumpe 22 (z.B. die erste Strömung von Hydraulikdruckfluid F1) zu regeln. Ein Verringerungskreis 40 verbindet auch das Hauptregelventil 32 fluidtechnisch direkt mit der Hauptpumpe 22. Der Verringerungskreis 40 wirkt als ein „Rückkopplungskreis“ für die Hauptpumpe 22, wobei er im Wesentlichen Hydraulikfluid 28 von dem Hauptregelventil 32 zurück zu der Hauptpumpe 22 umlenkt, um die Fördermenge oder Ausgangsleistung von der Hauptpumpe 22 unter vorbestimmten Umständen (z.B. wenn der Druck, der von der Hauptpumpe 22 abgegeben wird, einen Schwellenwert übersteigt) zu verringern.
Ein Hilfsregelventil, das allgemein mit 36 angegeben ist, steht mit der Hilfspumpe 24 über eine zweite Hydraulikleitung 38 in direkter Fluidverbindung. Das Hilfsregelventil 36, das auch vorzugsweise in der Natur einer federvorgespannten Mehröffnungs-Schiebeventilanordnung vorliegt, ist ausgestaltet, um die Strömung von Hydraulikdruckfluid von der Hilfspumpe 24 (d.h. die zweite Strömung von Hydraulikdruckfluid F2) zu regeln. Wie es nachstehend weiter ausführlich beschrieben wird, ist das Hilfsregelventil 36 ausgestaltet, um Hydraulikfluid durch die Auslassöffnung 37 abzulassen (d.h. abzupumpen), falls die Strömung von Hydraulikdruckfluid von der Hauptpumpe 22 oder der Hilfspumpe 24 einen maximalen geregelten Hilfspumpendruck übersteigt, wodurch verhindert wird, dass die Hilfspumpe 24 stehen bleibt.
Ein erstes Drucksteuersolenoid 42 (nachstehend als „PCS1“ bezeichnet) steht über eine dritte Hydraulikleitung 46 mit dem Hauptregelventil 32 in direkter Fluidverbindung. Zusätzlich steht ein zweites Drucksteuersolenoid 44 (nachstehend als „PCS2“ bezeichnet) über eine vierte Hydraulikleitung 48 mit dem Hilfsregelventil 36 in direkter Fluidverbindung. PCS1 42 ist durch die fünfte Hydraulikleitung 50 in direkter Fluidverbindung mit PCS2 44 angeordnet. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform von 1 zeichnet sich PCS1 42 durch ein Fehlen einer direkten Fluidverbindung mit dem Hilfsregelventil 36 aus. Ähnlich zeichnet sich PCS2 44 vorzugsweise durch ein Fehlen einer direkten Fluidverbindung mit dem Hauptregelventil 32 aus.
PCS1 42 und PCS2 44 arbeiten, um das Hauptregelventil 32 und das Hilfsregelventil 36 jeweils derart zu modifizieren (deren Modulation zu steuern), dass zumindest eine der Strömungen von Druckfluid von der Hauptpumpe 22 und der Hilfspumpe 24, die zu dem Getriebe 12 gelenkt werden, während aller Fahrzeugbetriebszustände gleich den gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen des Getriebes 22 ist, einschließlich wenn die Maschine 14 in einen Auto-Start und Auto-Stopp übergeht, sowie wenn die Maschine 14 sich in einem Auto-Start und einem Auto-Stopp befindet (z.B. wenn das Fahrzeug 10 in entweder dem Modus mit eingeschalteter Maschine oder dem Modus mit ausgeschalteter Maschine arbeitet). Anders betrachtet stehen PCS1 42 und PCS2 44, die Solenoide vom offenen oder geschlossenen Typ sein können, in elektrischer Signalverbindung mit dem Controller 30 und werden bei Empfang eines Steuersignals von dort betätigt. Wenn es angewiesen wird, liefert PCS1 42 einen ersten Verstärkungsdruck, der in 1 zu Erläuterungszwecken durch Pfeil B1 veranschaulicht ist, an das Hauptregelventil 32 und verstärkt dadurch die Ausgangsleistung der Hauptpumpe 22 von einem nicht verstärkten Grundlinienbetriebsdruck. Das heißt, der Verstärkungsdruck B1 wirkt, um das Hauptregelventil 32 vorzuspannen, wobei der Druck des von dort an das Getriebe 12 ausgegebenen Fluids erhöht wird. Schließlich liefert PCS2 44, wenn es angewiesen wird, einen Verstärkungsdruck, der in 1 zu Erläuterungszwecken durch Pfeil B2 veranschaulicht ist, an das Hilfsregelventil 36 und verstärkt dadurch die Ausgangsleistung der Hilfspumpe 24 von einem nicht verstärkten Grundlinienbetriebsdruck. Der Verstärkungsdruck B2 wirkt, um das Hilfsregelventil 36 vorzuspannen, wobei der Druck des von dort an das Getriebe 12 ausgegebenen Fluids erhöht wird.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Hauptpumpe 22 einen nicht verstärkten Leitungsdruck von etwa 300 Kilopascal (kPa) auf, und das Hauptregelventil 32 weist einen Verstärkungsgewinn von etwa 2,05 auf. Wie es aus der grafischen Darstellung des verstärkten Druckausgangs der Hauptpumpe 22 von 2 zu sehen ist, arbeitet die Duckregelungs- und Verstärkungsfunktion der Hauptpumpe 22 gemäß der folgenden Gleichung: Hauptleitungsdruck = 2,05 * PCS1 + 300. Dementsprechend weist die Strömung von Hydraulikdruckfluid von der Hauptpumpe 22 vorzugsweise einen maximalen Leitungsdruck von annähernd 1800-2000 kPa auf, der zum Teil von dem aktuellen maximalen Ausgang des ersten Drucksteuersolenoids abhängt. In ähnlicher Hinsicht weist die Hilfspumpe 24 vorzugsweise auch einen nicht verstärkten Leitungsdruck von etwa 300 kPa auf, wohingegen das Hilfsregelventil 36 einen Verstärkungsgewinn von etwa 1,24 aufweist. Darüber hinaus gibt die grafische Darstellung des verstärkten Ausgangsdrucks der Hilfspumpe 24 in 3 an, dass die Duckregelungs- und Verstärkungsfunktion der Hilfspumpe 24 gemäß der folgenden Gleichung arbeitet: Hilfsleitungsdruck = 1,24 * PCS2 + 300. Somit weist die Strömung von Hydraulikdruckfluid von der Hilfspumpe 24 vorzugsweise einen maximalen Leitungsdruck von annähernd 1200-1300 kPa auf, der zum Teil von dem aktuellen maximalen Ausgang des zweiten Drucksteuersolenoids abhängt.
Ein Verstärkungsakkumulatorventil 52 steht über eine sechste Hydraulikleitung 54 mit dem Hilfsregelventil 36 in direkter Fluidverbindung. Das Verstärkungsakkumulatorventil 52 arbeitet, um Fluiddruckschwankungen, die durch das PCS2 44 und eine Bewegung des Hilfsregelventils 36 erzeugt werden, zu dämpfen und somit die Hilfspumpe 24 beispielsweise vor nachteiligen Druckspitzen zu schützen, die bewirken können, dass die Hilfspumpe 24 stehen bleibt. Anders betrachtet ist das Verstärkungsakkumulatorventil 52 derart positioniert, um Steuerdruckfluid, das dem Hilfsregelventil 36 von dem PCS2 44 über die Hydraulikleitung 48 geliefert wird, zu akkumulieren.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 umfasst das Hydrauliksteuerungssystem 10 auch ein Getriebeölkühlersystem (TOC), das schematisch durch das Ellipsoid 60 dargestellt ist. Das TOC 60 steht mit dem Hilfsregelventil 36 über eine siebte Hydraulikleitung 62 in Fluidverbindung, wohingegen das Hauptregelventil 32 mit dem TOC 60 über die siebte und achte Hydraulikleitung 62 bzw. 64 in Fluidverbindung steht. Ein Kühlerentlastungsventil 66 ist zwischen dem TOC 60 und dem Hauptregelventil 32 angeordnet. Das Kühlerentlastungsventil 66 ist betreibbar, um eine Fluidströmung dort hindurch zu beschränken, d.h. Fluid durch eine Auslassöffnung 68 davon abzulassen, wenn die Strömung von Hydraulikdruckfluid von der Hauptpumpe 22 ein vorbestimmtes Niveau übersteigt.
Das Hilfsregelventil 36 steht auch über die siebte Hydraulikleitung 62 mit dem Kühlerentlastungsventil 66 in direkter Fluidverbindung. In diesem Fall umfasst das Hilfsregelventil 36 eine Auslassöffnung 74. Das Hilfsregelventil 36 lässt Fluid durch die Auslassöffnung 37 ab, wenn Hydraulikdruckfluid von dem Kühlerentlastungsventil 66 (d.h. Fluid, das durch die Hauptpumpe 22 dort hindurch aufgegeben wird) einen maximalen geregelten Hilfspumpendruck übersteigt.
Ein thermisches Umgehungsventil 76 kann auch zwischen dem TOC 60 und sowohl dem Haupt- als auch dem Hilfsregelventil 32, 36 angeordnet sein. Das thermische Umgehungsventil 76 ist betreibbar, um unter festgelegten Druck- und Temperaturbedingungen - spezieller wenn die Öltemperatur niedriger als ein vorbestimmtes Niveau ist oder der Kühlerdruckabfall größer als ein vorbestimmtes Niveau ist - eine Fluidströmung an dem TOC 60 vorbei umzulenken.
Eine Kugelrückschlagventilanordnung vom Pendeltyp, die allgemein in 1 mit 58 angegeben ist, ist in direkter Fluidverbindung mit dem Hauptregelventil 32 und dem Hilfsregelventil 36 über eine neunte und zehnte Hydraulikleitung 70 bzw. 72 gezeigt. Das Rückschlagventil 58 und die Regelventile 32, 36 definieren zum Teil ein „Schaltventilsystem“, das ausgestaltet ist, um die Einrückung und Ausrückung von einer oder mehreren in dem Getriebe 12 untergebrachten Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie beispielsweise Hydraulikkupplungen und -bremsen (die hierin nicht gezeigt sind), ohne Einschränkung darauf, zu steuern. Die Rückschlagventilanordnung 58 bestimmt, ob Druckfluid dem Getriebe 12 über eine elfte Hydraulikleitung 74 von der neunten Hydraulikleitung 70, nämlich der Hauptpumpe 22, zugeführt wird, oder ob Druckfluid der elften Hydraulikleitung 74 von der zehnten Hydraulikleitung 72, nämlich der Hilfspumpe 24, zugeführt wird.
Nun unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme der 4A und 4B ist ein Verfahren zum Regeln eines Hydrauliksteuerungssystems für ein Lastschaltgetriebe vom Multimode-Hybridtyp gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung allgemein als 100 gezeigt. Das Verfahren oder der Algorithmus 100 wird hierin unter Bezugnahme auf die in 1 veranschaulichte Struktur beschrieben. Jedoch können die Verfahren der vorliegenden Erfindung auch in andere Antriebsstrangausgestaltungen eingearbeitet sein und auf verschiedene andere Typen von Lastschaltgetrieben angewandt werden. Das Verfahren 100 umfasst vorzugsweise zumindest die Schritte 101 - 127. Es liegt jedoch innerhalb des Schutzumfangs und Gedankens der vorliegenden Erfindung, Schritte wegzulassen, zusätzliche Schritte einzuschließen und/oder die Reihenfolge von Schritten, die in den 4A und 4B dargestellt sind, abzuwandeln.
Mit Blick auf 4A beginnt das Verfahren 100 mit dem Bestimmen, ob die Maschine in einen Maschinen-Auto-Stopp übergeht, in Schritt 101, oder ob die Maschine 14 in einen Maschinen-Auto-Start übergeht, in Schritt 103. Es ist anzumerken, dass die Schritte 101 und 103 und jegliche entsprechenden nachfolgenden Schritte gleichzeitig oder in irgendeiner Reihenfolge durchgeführt werden können. Wenn die Maschine 14 in einen Auto-Stopp übergeht, dann umfasst Schritt 105, dass die Leitungsdruckanforderungen des Getriebes 12 für die gegenwärtigen Betriebsbedingungen bestimmt werden. Die Leitungsdruckanforderungen beruhen beispielsweise auf Fahrzeugbedienerforderungen nach Drehmoment und Beschleunigung sowie auf dem Bereich, in dem sich das Getriebe 12 zu diesem besonderen Zeitpunkt befindet. Die gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen werden gleich dem Ausgangsdruck der Hauptpumpe 22 (d.h. Hauptleitungsdruck) während des Betriebes mit eingeschalteter Maschine sein.
In Schritt 107 in 4A wird PCS2 44 auf einen Ausgang von Null (0 kPa) festgelegt, so dass die Hilfspumpe 24 bei einem minimalen Betriebsdruck gestartet wird. Das heißt, der Startdruck der Hilfspumpe 24 wird auf den minimalen Hilfspumpendruck (z.B. 300 kPa) festgelegt, indem PCS2 geschlossen wird und dadurch jeder Verstärkungsdruck, der von dem PCS2 44 auf das Hilfsregelventil 36 aufgegeben wird, beseitigt wird. Gleichzeitig damit wird in Schritt 109 die Hilfspumpe 24 gestartet. Danach wird der gegenwärtige Hilfspumpendruck modifiziert, so dass er gleich den gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen ist. Spezieller wird in Schritt 111 die Pumpendrehzahl erhöht und der Verstärkungsdruck, der von dem PCS2 44 aufgegeben wird, wird modifiziert (z.B. erhöht), so dass die zweite Strömung von Hydraulikfluid F2 von der Hilfspumpe 24 gemäß gegenwärtigen Systemforderungen unter Druck gesetzt wird. Sobald die Ausgangsleistung von der Hilfspumpe 24 gegenwärtige Systemforderungen erfüllt, d.h. der gegenwärtige Hilfspumpendruck gleich den gegenwärtigen Getriebeleitungsdruckanforderungen ist, wird die Hauptpumpe 22 in Schritt 115 abgeschaltet oder gestoppt.
Es ist bevorzugt, dass das Verfahren 100 auch umfasst, dass der gegenwärtige Hauptpumpendruck reduziert wird, so dass er gleich dem minimalen Hauptpumpendruck (z.B. 300kPa) ist, bevor die Hauptpumpe 22 gestoppt oder abgeschaltet wird. Wie es in Schritt 113 zu sehen ist, kann der Hauptpumpendruck reduziert werden, indem beispielsweise PCS1 42 geschlossen wird und dadurch der Verstärkungsdruck, der von dem PCS1 42 auf das Hauptregelventil 32 aufgegeben wird, beseitigt wird.
Wenn die Maschine 14 in einen Auto-Start (d.h. Maschinenneustart) übergeht, umfasst dann das Verfahren 100 das Bestimmen der Leitungsdruckanforderungen des Getriebes 12 für die gegenwärtigen Betriebsbedingungen, wie es in Schritt 117 von 4B angegeben ist. Anders als in Schritt 105 oben, werden die gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen in diesem Fall gleich dem Ausgangsdruck der Hilfspumpe 24 (d.h. Hilfsleitungsdruck) während des Betriebes mit ausgeschalteter Maschine sein. In Schritt 119 in 4B wird der Startdruck der Hauptpumpe 22 gleich einem optimalen Hauptpumpendruck festgelegt. Das heißt, der Hauptpumpen-Startdruck kann optimiert werden, indem PCS1 für diese besondere Antriebsstrangkonfiguration auf einen optimalen Verstärkungsdruck für den Übergang in den Maschinen-Auto-Start festgelegt wird. Indem separate Drucksteuersolenoide für den Betrieb mit einer Druckregelungs- und -verstärkungsfunktion benutzt werden, kann die Ausgangsleistung der Hauptpumpe 22 und der Hilfspumpe 24 unter allen Betriebsbedingungen individuell optimiert werden.
Vor, gleichzeitig mit, oder nach Schritt 119 wird die Maschinenpumpe 22 in Schritt 121 gestartet. Der Druck der aktiven Hauptpumpe wird danach modifiziert, so dass er gleich den gegenwärtigen Getriebeleitungsdruckanforderungen ist. Spezieller wird in Schritt 123 die Maschinenpumpendrehzahl erhöht und der Verstärkungsdruck, der von PCS1 42 aufgegeben wird, wird modifiziert (z.B. erhöht), so dass die erste Strömung von Hydraulikfluid F1 von der Hauptpumpe 22 gemäß gegenwärtigen Systemanforderungen unter Druck gesetzt wird. Sobald die Ausgangsleistung von der Hauptpumpe 22 die gegenwärtige Systemforderung erfüllt, d.h. der gegenwärtige Hauptpumpendruck gleich den gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen ist, wird die Hilfspumpe 24 in Schritt 127 abgeschaltet oder gestoppt.
Idealerweise umfasst das Verfahren 100 auch, das Reduzieren des gegenwärtigen Hilfspumpendrucks, so dass er gleich dem minimalen Hilfspumpenbetriebsdruck (z.B. 300 kPa) ist, bevor die Hauptpumpe 22 gestoppt oder abgeschaltet wird. Wie es in Schritt 125 gezeigt ist, kann der Hilfspumpendruck reduziert werden, indem beispielsweise PCS2 44 geschlossen wird und dadurch der Verstärkungsdruck, der von PCS2 44 auf das Hilfsregelventil 36 aufgegeben wird, beseitigt wird.

Claims

Verfahren (100) zum Regeln eines Hydrauliksteuerungssystems (10), das betreibbar ist, um Druckfluid auf ein Getriebe (12) vom Hybridtyp, das mit einer Maschine (14) und zumindest einem Motor (A, B) in Leistungsflussverbindung steht, zu verteilen, wobei das Hydrauliksteuerungssystem (10) eine Hauptpumpe (22), die mit einem Hauptregelventil (32) in Fluidverbindung steht, und eine Hilfspumpe (24), die mit einem Hilfsregelventil (36) in Fluidverbindung steht, umfasst, wobei das Verfahren (100) umfasst: Bestimmen, ob die Maschine (14) in einen Maschinen-Auto-Stopp übergeht (101); Bestimmen einer ersten gegenwärtigen Leitungsdruckanforderung des Getriebes (12), wenn die Maschine (14) in den Maschinen-Auto-Stopp übergeht (105); Festlegen eines Start-Hilfspumpendrucks gleich einem minimalen Hilfspumpendruck (107); Starten der Hilfspumpe (24)(109); Erhöhen der Drehzahl der Hilfspumpe (24)(111); Modifizieren eines gegenwärtigen Hilfspumpendrucks, so dass er gleich der ersten gegenwärtigen Leitungsdruckanforderung ist, indem ein erster Verstärkungsdruck für das Hilfsregelventil (36) mit einem damit in Fluidverbindung stehenden zweiten Drucksteuersolenoid (44) bereitgestellt wird (113); und Stoppen der Hauptpumpe (22)(115).
Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei das Festlegen des Start-Hilfspumpendrucks gleich einem minimalen Hilfspumpendruck das Schließen des zweiten Drucksteuersolenoids (44) und dadurch das Beseitigen des Verstärkungsdrucks, der von dem zweiten Drucksteuersolenoid (44) auf das Hilfsregelventil (36) aufgegeben wird, umfasst.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Reduzieren eines gegenwärtigen Hauptpumpendrucks, so dass er gleich einem minimalen Hauptpumpendruck ist, vor dem Stoppen der Hauptpumpe (22)(113).
Verfahren (100) nach Anspruch 3, wobei das Reduzieren des gegenwärtigen Hauptpumpendrucks das Schließen eines ersten Drucksteuersolenoids (42), das in Fluidverbindung mit dem Hauptregelventil (32) steht, und dadurch das Beseitigen eines Verstärkungsdrucks, der von dem zweiten Drucksteuersolenoid (44) auf das Hauptregelventil (32) aufgegeben wird, umfasst (113).
Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei das Stoppen der Hauptpumpe (22) in Ansprechen darauf beruht, dass der gegenwärtige Hilfspumpendruck gleich der ersten gegenwärtigen Leitungsdruckanforderung ist (115).
Verfahren (100) nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Bestimmen, ob die Maschine (14) in einen Maschinen-Auto-Start übergeht (103); Bestimmen einer zweiten gegenwärtigen Leitungsdruckanforderung des Getriebes (12), wenn die Maschine (14) in den Maschinen-Auto-Start übergeht (117); Festlegen eines Start-Hauptpumpendrucks gleich einem optimalen Hauptpumpen-Startdruck (119); Starten der Hauptpumpe (22)(121); Erhöhen einer Drehzahl der Hauptpumpe (22)(123); Modifizieren eines gegenwärtigen Hauptpumpendrucks, so dass er gleich der zweiten gegenwärtigen Leitungsdruckanforderung ist, indem ein zweiter Verstärkungsdruck für das Hauptregelventil (32) mit einem damit in Fluidverbindung stehenden ersten Drucksteuersolenoid (42) bereitgestellt wird (125); und Stoppen der Hilfspumpe (24)(127).
Verfahren (100) nach Anspruch 6, wobei das Festlegen des Start-Hauptpumpendrucks gleich einem optimalen Hauptpumpen-Startdruck das Anweisen des ersten Drucksteuersolenoids (42), einen optimalen Verstärkungsgewinndruck auf das Hauptregelventil (32) aufzugeben, umfasst (119).
Verfahren (100) nach Anspruch 6, das ferner umfasst: Reduzieren des gegenwärtigen Hilfspumpendrucks, so dass er gleich einem minimalen Hilfspumpendruck ist, vor dem Stoppen der Hilfspumpe (24)(127).
Verfahren (100) nach Anspruch 8, wobei das Reduzieren des gegenwärtigen Hilfspumpendrucks das Schließen des zweiten Drucksteuersolenoids (44) und dadurch das Beseitigen des Verstärkungsdrucks, der von dem zweiten Drucksteuersolenoid (44) auf das Hilfsregelventil (36) aufgegeben wird, umfasst (125).
Verfahren (100) nach Anspruch 6, wobei das Stoppen der Hilfspumpe (24) in Ansprechen darauf erfolgt, dass der gegenwärtige Hauptpumpendruck gleich der zweiten gegenwärtigen Leitungsdruckanforderung ist (127).
Verfahren (100) zum Regeln eines Hydrauliksteuerungssystems (10) für ein Lastschaltgetriebe (12) vom Multimode-Hybridtyp, das mit einer Maschine (14) und zumindest einem Motor (A, B) in Leistungsflussverbindung steht, wobei das Hydrauliksteuerungssystem (10) eine maschinengetriebene Hauptpumpe (22), die mit einem Hauptregelventil (32) in Fluidverbindung steht, und eine elektrisch angetriebene Hilfspumpe (24), die mit einem Hilfsregelventil (36) in Fluidverbindung steht, umfasst, wobei das Verfahren (100) umfasst: Bestimmen, ob die Maschine (14) in einen von einem Maschinen-Auto-Stopp und einem Maschinen-Auto-Start übergeht (101, 103); Bestimmen einer gegenwärtigen Leitungsdruckanforderung des Getriebes (12), wenn die Maschine (14) in einen von dem Maschinen-Auto-Stopp und dem Maschinen-Auto-Start (105, 117) übergeht; Festlegen eines Start-Hilfspumpendrucks gleich einem minimalen Hilfspumpendruck, wenn die Maschine (14) in den Maschinen-Auto-Stopp übergeht, oder Festlegen eines Start-Hauptpumpendrucks gleich einem optimalen Hauptpumpen-Startdruck, wenn die Maschine (14) in den Maschinen-Auto-Start übergeht (107, 119); Starten von einer von der Hilfspumpe (24), wenn die Maschine (14) in den Maschinen-Auto-Stopp übergeht, und der Hauptpumpe (22), wenn die Maschine (14) in den Maschinen-Auto-Start übergeht (109, 121); Erhöhen der Drehzahl von einer von der Hilfspumpe (24) und der Hauptpumpe (22)(111, 123); Modifizieren eines gegenwärtigen Pumpendrucks von der einen von der Hilfspumpe (24) und der Hauptpumpe (22), so dass er gleich der gegenwärtigen Leitungsdruckanforderung ist, indem ein Verstärkungsdruck für ein entsprechendes von dem Hilfsregelventil (36) und dem Hauptregelventil (32) mit einem von einem zweiten Drucksteuersolenoid (44), das mit dem Hilfsregelventil (36) in Fluidverbindung steht, und einem ersten Drucksteuersolenoid (42), das mit dem Hauptregelventil (32) in Fluidverbindung steht, bereitgestellt wird (113, 125); und Stoppen der anderen von der Hilfspumpe (24) und der Hauptpumpe (22).
Verfahren (100) nach Anspruch 11, wobei das Festlegen des Start-Hilfspumpendrucks gleich einem minimalen Hilfspumpendruck das Schließen des zweiten Drucksteuersolenoids (44) und dadurch das Beseitigen des Verstärkungsdrucks, der von dem zweiten Drucksteuersolenoid (44) auf das Hilfsregelventil (36) aufgegeben wird, umfasst (107).
Verfahren (100) nach Anspruch 11, das ferner umfasst: Reduzieren eines gegenwärtigen Hauptpumpendrucks, so dass er gleich einem minimalen Hauptpumpendruck ist, vor dem Stoppen der Hauptpumpe (22), wenn die Maschine (14) in den Maschinen-Auto-Stopp übergeht, wobei das Reduzieren des gegenwärtigen Hauptpumpendrucks das Schließen des ersten Drucksteuersolenoids (42) und dadurch das Beseitigen des Verstärkungsdrucks, der von dem ersten Drucksteuersolenoid (42) auf das Hauptregelventil (32) aufgegeben wird, umfasst (113).
Verfahren (100) nach Anspruch 11, wobei das Festlegen des Start-Hauptpumpendrucks gleich dem optimalen Hauptpumpen-Startdruck das Anweisen des ersten Drucksteuersolenoids (42), einen optimalen Verstärkungsgewinndruck auf das Hauptregelventil (32) aufzugeben, umfasst (119).
Verfahren (100) nach Anspruch 11, das ferner umfasst: Reduzieren eines gegenwärtigen Hilfspumpendrucks, so dass er gleich dem minimalen Hilfspumpendruck ist, vor dem Stoppen der Hilfspumpe (24), wenn die Maschine (14) in den Maschinen-Auto-Start übergeht, wobei das Reduzieren des gegenwärtigen Hilfspumpendrucks das Schließen des zweiten Drucksteuersolenoids (44) und dadurch das Beseitigen des Verstärkungsdrucks, der von dem zweiten Drucksteuersolenoid (44) auf das Hilfsregelventil (36) aufgegeben wird, umfasst (125).
Hydrauliksteuerungssystem (10) zum Regeln einer Verteilung von Druckfluid auf ein Getriebe (12) vom Hybridtyp, das mit einer Maschine (14) und zumindest einem Motor (A, B) in Leistungsflussverbindung steht, wobei das Getriebe (12) eine Leistungsquelle, zumindest ein Hydraulikfluidreservoir und eine gegenwärtige Leitungsdruckanforderung aufweist, wobei das Hydrauliksteuerungssystem (10) umfasst: eine Hauptpumpe (22), die mit dem zumindest einen Hydraulikfluidreservoir (27A, 27B) in Fluidverbindung und mit der Maschine (14) in Antriebsverbindung steht, wobei die Hauptpumpe (22) selektiv betreibbar ist, um eine erste Strömung von Hydraulikdruckfluid (F1) an das Getriebe (12) zu liefern; eine Hilfspumpe (24), die mit dem zumindest einen Hydraulikfluidreservoir in Fluidverbindung und mit der Leistungsquelle (26) in Antriebsverbindung steht, wobei die Hilfspumpe (24) selektiv betreibbar ist, um eine zweite Strömung von Hydraulikdruckfluid (F2) an das Getriebe (12) zu liefern; ein Hauptregelventil (32), das mit der Hauptpumpe (22) in Fluidverbindung steht und ausgestaltet ist, um die erste Strömung von Hydraulikdruckfluid (F1) zu regeln; ein Hilfsregelventil (36), das mit der Hilfspumpe (24) in Fluidverbindung steht und ausgestaltet ist, um die zweite Strömung von Hydraulikdruckfluid (F2) zu regeln; ein erstes Drucksteuersolenoid (42), das mit dem Hauptregelventil (32) in Fluidverbindung steht und ausgestaltet ist, um einen ersten Verstärkungsdruck für das Hauptregelventil (32) bereitzustellen und dadurch die Ausgangsleistung der Hauptpumpe (22) zu verstärken; ein zweites Drucksteuersolenoid (44), das mit dem Hilfsregelventil (36) in Fluidverbindung steht und ausgestaltet ist, um einen zweiten Verstärkungsdruck für das Hilfsregelventil (36) bereitzustellen und dadurch die Ausgangsleistung der Hilfspumpe (24) zu verstärken; und einen Controller (30), der mit dem ersten und zweiten Drucksteuersolenoid (42, 44) in Wirkverbindung steht und betreibbar ist, um selbige zu steuern, wobei der Controller (30) ausgestaltet ist, um eine Verteilung des ersten und zweiten Verstärkungsdrucks selektiv zu modifizieren, so dass zumindest eine von der ersten und zweiten Strömung von Druckfluid (F1, F2) während eines Maschinen-Auto-Starts und eines Maschinen-Auto-Stopps und Übergängen dorthin gleich der gegenwärtigen Leitungsdruckanforderung des Getriebes (12) ist.
Hydrauliksteuerungssystem (10) nach Anspruch 16, wobei sich das erste Drucksteuersolenoid (42) durch ein Fehlen einer direkten Fluidverbindung mit dem Hilfsregelventil (36) auszeichnet, und das zweite Drucksteuersolenoid (36) sich durch ein Fehlen einer direkten Fluidverbindung mit dem Hauptregelventil (32) auszeichnet.
Hydrauliksteuerungssystem (10) nach Anspruch 16, das ferner umfasst: ein Verstärkungsakkumulatorventil (52), das in Fluidverbindung mit dem Hilfsregelventil (36) steht und betreibbar ist, um Fluiddruckschwankungen, die durch das zweite Drucksteuersolenoid (42, 44) und eine Bewegung des Hilfsregelventils (36) erzeugt werden, zu dämpfen.
Hydrauliksteuerungssystem (10) nach Anspruch 16, das ferner umfasst: ein Getriebeölkühlersystem (60), das in Fluidverbindung mit dem Hauptregelventil (32) und dem Hilfsregelventil (36) steht; und ein Kühlerentlastungsventil (66) zwischen dem Hauptregelventil (32) und dem Getriebeölkühlersystem (60), das betreibbar ist, um eine Fluidströmung von dem Hauptregelventil (32) dort hindurch einzuschränken.
Hydrauliksteuerungssystem (10) nach Anspruch 16, wobei das Hilfsregelventil (36) eine Auslassöffnung (37) umfasst, wobei das Hilfsregelventil (36) ausgestaltet ist, um Hydraulikfluid (28) durch die Auslassöffnung (37) abzulassen, wenn die erste Strömung von Hydraulikdruckfluid (F1) einen maximalen geregelten Hilfspumpendruck übersteigt.