DE102010040481A1

DE102010040481A1 - Elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102010040481A1
Application number: DE102010040481A
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Atsugi-shi Kobayashi; Hisatake Atsugi-shi Ikada
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2011-06-09
Also published as: US20110129356A1; CN102086863A; JP2011117333A; US8475137B2; JP5306974B2

Abstract

In einer elektromotorisch angetriebenen Ölpumpen-Steuervorrichtung in Zusammenwirkung mit einer automatischen Motorstopp-Vorrichtung, in der eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe durch einen Elektromotor angetrieben wird, um ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs, das eine automatische Motorstopp-Vorrichtung einsetzt, mit Hydraulikdruck zu versorgen, zumindest solange sich eine vom Motor angetriebene mechanische Ölpumpe im angehaltenen Zustand befindet, wird ein Motorstrom-/Drehzahlmesser verwendet, um einen Motorstrom und/oder eine Drehzahl des Elektromotors zu messen. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Steuerung, die so ausgelegt ist, dass sie ein Hemmsignal an die automatische Motorstopp-Vorrichtung zur Verhinderung einer Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus ausgibt, wenn ein Motorstrom- und/oder Drehzahlwert während eines Vorbetriebs der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe ab einem Zeitpunkt, an dem eine automatische Motorstopp-Bedingung des Fahrzeugs erreicht wird, außerhalb einer festgelegten Kennlinie liegt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe im Zusammenwirken mit einer automatischen Motorstopp-Vorrichtung und vor allem auf eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung zur zeitweiligen Betriebsölversorgung des automatischen Getriebes eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor, wodurch ein Hybridfahrzeug mit einer sogenannten Leerlaufstopp-Funktion oder einer automatischen Motorstopp-Startvorrichtung gebildet wird, bei dem während des Leerlaufs ohne Eingreifen des Fahrers ein Verbrennungsmotor zeitweilig automatisch abgeschaltet werden kann.
Technischer Hintergrund
In den letzten Jahren wurden zahlreiche Fahrzeuge mit Leerlaufstopp-Vorrichtung oder Fahrzeuge mit automatischem Motorstopp-Startvorrichtung mit verbessertem Treibstoffverbrauch angemeldet und entwickelt. Eine solche Vorrichtung verwendet häufig eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe, um einen Abfall des Hydraulikdrucks in der an ein Automatikgetriebe angeschlossenen Ölleitung zu vermeiden, indem mithilfe der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe zeitweilig ein Hydraulikdruck an das Getriebe geleitet wird, auch wenn eine mechanische Ölpumpe durch einen automatischen Motorstopp-Modus im angehaltenen Zustand gehalten wird. Wenn die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe fehlerfrei und normal arbeitet, kann das Getriebe durch Ablassen des Hydraulikdrucks aus der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe normal betrieben werden. Wenn hingegen die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe den Hydraulikdruck nicht normal ablässt, kann das Getriebe nicht normal betrieben werden.
Daher ist es wichtig festzustellen, ob im Hydrauliksystem des Automatikgetriebes, in dem sich die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe und die mechanische Ölpumpe befinden, Störungen vorliegen. Eine solche automatische Motorstopp-Startvorrichtung mit Fehlerprüfvorrichtung wurde unter der Japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. 2004-68732 (im Folgenden JP 2004-068732 genannt) offen gelegt, welche dem US-Patent Nr. US 6.913.558 entspricht. Die unter JP 2004-068732 offen gelegte automatische Motorstopp-Startsteuervorrichtung (die elektromotorisch angetriebene Ölpumpenvorrichtung) misst bei einem automatischen Motorstopp als Steuerparameter einen Leitungsdruck in einer Versorgungsleitung zur Weiterleitung des Hydraulikdrucks von einer elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe zu einem Automatikgetriebe und einen Motorstrom des Pumpenmotors. Wenn z. B. der Leitungsdruck, der in einem automatischen Motorstopp-Zustand erkannt wird, unter einen festgelegten Druckwert sinkt, oder wenn sich der Motorstrom, der in einem automatischen Motorstopp-Zustand erkannt wird, außer halb eines festgelegten Motorstrombereichs befindet, wird der automatische Motorstopp-Modus gelöscht (abgeschaltet oder blockiert) und stattdessen wird ein automatischer Motorstart-Modus eingeschaltet.
Übersicht über die Erfindung
Im Falle der in JP 2004-068732 beschriebenen elektromotorisch angetriebenen Ölpumpen-Steuervorrichtung wird nur während eines automatischen Motorstopp-Modus geprüft, ob die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe normal oder fehlerhaft läuft. Somit hat die unter JP 2004-068732 beschriebene Vorrichtung folgenden Nachteil. Wenn der Motor z. B. zeitweilig automatisch angehalten wurde, während in der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe eine Störung vorlag, dann ist unmittelbar nach der automatischen Abschaltung des Motors eine automatische Gangschaltung im Getriebe erforderlich und es kommt erstens zu einer Umschaltung vom automatischen Motorstopp- in den automatischen Motorstart-Modus, so dass der Motor automatisch neu gestartet wird und danach Hydraulikdruck von der mechanischen Ölpumpe an das Getriebe geleitet wird, wodurch eine Anfahrkupplung einkuppelt. Dies hat den Nachteil, dass es

(i) zu einer verzögerten Hydraulikdruck-Versorgung aus der mechanischen Ölpumpe zur Anfahrkupplung des Getriebes kommt, und
(ii) es verstärkt zu unerwünschten Stößen kommen kann, wenn die Anfahrkupplung im automatischen Motorstart-Modus schnell eingekuppelt wird, während sie aus der mechanischen Ölpumpe mit Hydraulikdruck versorgt wird.

Im Hinblick auf die oben beschriebenen Nachteile des Stands der Technik zielt die Erfindung darauf ab, ein mit einer automatischen Motorstopp-Vorrichtung in Zusammenwirkung mit einer elektromotorisch angetriebenen Ölpumpen-Steuervorrichtung zur Verfügung zu stellen, wobei die Pumpensteuervorrichtung so ausgelegt ist, dass es den fehlerfreien Betrieb eines Automatikgetriebes sicherstellt, auch wenn sich der Motor im automatischen Motorstopp-Zustand befindet (im Leerlaufstopp-Modus), indem es die elektromotorisch angetriebene Ölpumpen- und Motorsteuerung kurz vor Umschalten in den Leerlaufstopp-Modus, während des Leerlaufstopp-Modus und kurz nach Umschalten vom Leerlaufstopp-Modus in den automatischen Motorstart-Modus optimiert.
Um die vorgenannten und weiteren Ziele der vorliegenden Erfindung zu erfüllen, umfasst eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung in Zusammenwirkung mit einer automatischen Motorstopp-Vorrichtung eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe zur Versorgung des Getriebes eines Kraftfahrzeug, das eine automatische Motorstopp-Startvorrichtung zur automatischen Motorabschaltung einsetzt, mit Betriebsöl und das durch einen Elektro-Motor zur Versorgung des Getriebes mit Hydraulikdruck angetrieben wird, zumindest solange sich die durch den Motor angetriebene Ölpumpe im abgeschalteten Zustand befindet, einen Motorstrommessers zur Messung eines durch den Motor fließenden Motorstroms, und eine Steuerung, die ein Hemmsignal an die automatische Motorstopp-Vorrichtung sendet, und so ein Umschalten in einen automatischen Motorstopp-Modus verhindert, wenn ein Motorstromwert, gemessen vom Motorstrommesser während eines Vorbetriebs der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe ab einem Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug einen automatischen Stopp-Modus erreicht, außerhalb eines festgelegten Bereiches liegt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung, eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung in Zusammenwirkung mit einer automatischen Motorstopp-Vorrichtung, umfasst eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe zur Versorgung des Getriebes eines Kraftfahrzeug, das eine automatische Motorstopp-Vorrichtung zur automatischen Motorabschaltung einsetzt, mit Betriebsöl über eine Betriebsöl-Nebenleitung und angetrieben durch einen Elektromotor des Getriebes mit Hydraulikdruck aus der Betriebsöl-Nebenleitung über ein Rückschlagventil, zumindest, wenn der an das Getriebe geleitete Hydraulikdruck abfällt, während sich eine vom Motor angetriebene mechanische Ölpumpe im angehaltenen Zustand befindet, einen Motorstrommesser zur Messung eines durch den Elektromotor fließenden Motorstroms, und eine Steuerung zum zeitweiligen Vorbetrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe, sobald ein festgelegter Zeitraum, gemessen ab dem Zeitpunkt, an dem der Elektromotor abgeschaltet wurde, überschritten wird und eine Fahrzeuggeschwindigkeit unter einen festgelegten Grenzwert für die Fahrzeuggeschwindigkeit fällt, die Steuerung dient ferner zur Ausgabe eines Freigabesignals an die automatische Motorstopp-Vorrichtung zur Freigabe einer Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus, wenn ein vom Motorstrommesser während des Vorbetriebs gemessener Motorstromwert einmalig von Null auf eine hohe Spannung steigt, abfällt und danach erneut ansteigt, die Steuerung dient ferner zur Ausgabe eines Hemmsignals an die automatische Motorstopp-Vorrichtung zur Blockierung einer Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus, wenn der vom Motorstrommesser während des Vorbetriebs gemessene Motorstrom durchgängig hoch oder niedrig ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung, umfasst eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung in Zusammenwirkung mit einer automatischen Motorstopp-Vorrichtung eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe zur Versorgung des Getriebes eines Kraftfahrzeug, das eine automatische Motorstopp-Vorrichtung zur automatischen Abschaltung eines Motors einsetzt, mit Betriebsöl und die durch einen Elektromotor zur Versorgung des Getriebes mit Hydraulikdruck angetrieben wird, zumindest wenn sich eine durch den Motor angetriebene mechanische Pumpe im angehaltenen Zustand befindet, einen Drehzahlmesser zur Erkennung der Drehzahl des Elektromotors, und eine Steuerung zur Ausführung mindestens eines Vorbetriebs der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe über einen Zeitraum, gemessen ab dem Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug einen automatischen Motorstopp-Modus erreicht bis zu dem Zeitpunkt, an dem ein automatischer Motorstopp-Modus beginnt, und die Steuerung dient ferner zur Ausgabe eines Hemmsignals an die automatische Motorstopp-Vorrichtung zum Blockieren einer Umschaltung in den automatischen Motorstopp-Modus, wenn ein vom Drehzahlmesser während des Vorbetriebs gemessener Drehzahlwert einen festgelegten Bereich verlässt.
Die weiteren Ziele und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Systemdiagramm und zeigt eine Ausführungsform einer elektromotorisch angetriebenen Ölpumpen-Steuervorrichtung in Zusammenwirkung mit einer automatischen Motorstopp-Vorrichtung und einen Hydraulikkreislauf eines stufenlosen Automatikgetriebes (CVT), für den die elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung der Ausführungsform verwendet wird.
2 zeigt einen Längsschnitt einer elektromotorisch angetriebenen Ölpumpenvorrichtung, wie sie in der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpen-Steuervorrichtung der Ausführungsform verwendet wird.
3 ist ein Zeitdiagramm und zeigt die Beziehung zwischen Druck P_L in der Getriebeleitung und dem Betrieb des Elektromotors (d. h. Vorbetrieb (vorläufige Einschaltung des Elektromotors), Neustart des Elektromotors (Neueinschaltung des Elektromotors und Abschaltung des Elektromotors), kurz vor Umschaltung in einen Leerlaufstopp-Modus, während des Leerlaufstopp-Modus und kurz nach Umschaltung vom Leerlaufstopp-Modus in einen automatischen Motorstart-Modus.
4 ist ein Flussdiagramm und zeigt einen Steuerungsfluss innerhalb einer, in der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpen-Steuervorrichtung der Ausführungsform eingebauten, elektronischen Steuervorrichtung, kurz vor Umschaltung in einen Leerlaufstopp-Modus, während des Leerlaufstopp-Modus, und kurz nach Umschaltung vom Leerlaufstopp-Modus in einen automatischen Motorstart-Modus.
5 ist ein Eigenschaftsdiagramm und zeigt die Beziehung zwischen Elektromotorstrom, Drehzahl des Elektromotors und Auslassdruck der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe während eines Ausführungszyklusses des Vorbetriebs.
6 ist ein Flussdiagramm und zeigt einen Steuerungsfluss, ausgeführt innerhalb der elektronischen Steuerung zur Fehlererkennung in der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 anhand eines Verhaltens (einer Änderung) des Elektromotorstroms durch Einleitung des Vorbetriebs.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Unter Bezug auf die Zeichnungen, vor allem auf 1, wird die elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung der Ausführungsform dargestellt als Hydraulikdruckquelle für ein Automatikgetriebe, z. B. ein stufenloses Automatikgetriebe (häufig auch als ”CVT” abgekürzt) 1 eines Kraftfahrzeugs mit Leerlaufstopp-Vorrichtung oder eines Hybridfahrzeug mit einer automatischen Motorstopp-Startvorrichtung.
Wie aus dem Systemdiagramm in 1 ersichtlich, umfasst die Steuervorrichtung des Automatikgetriebes (CVT), für die die elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung der Ausführungsform verwendet wird, eine Hauptpumpe (eine mechanische Ölpumpe) 3, eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe (eine Nebenpumpe) 4, eine elektronische Steuerung (genauer, ein elektronisches Steuergerät – ECU electronic control unit) 5 und eine batteriebetriebene Stromquelle 6. Zum Antrieb der Hauptpumpe 3 dient ein Motor 2 zur Versorgung des CVT-Getriebes 1 mit Betriebsöl (Hydraulikdruck) bei normalem Fahrzeugbetrieb. Die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 dient zur zeitweiligen Versorgung des CVT-Getriebes 1 mit Betriebsöl (Hydraulikdruck), hauptsächlich wenn der Motor 2 automatisch abgeschaltet und somit die Hauptpumpe 3 angehalten wurde. Die elektronische Steuerung 5 dient zur Betriebssteuerung der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 in Zusammenwirkung mit einem automatischen Motorstopp-System zusammen, z. B. in Form einer ”Leerlaufstopp”-Vorrichtung, das den Motor im Leerlauf ohne Einwirken des Fahrers automatisch abschaltet. Einzelheiten zum Zusammenwirken zwischen der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpen-Steuervorrichtung und der automatischen Motorstopp-Vorrichtung werden weiter unten unter Bezug auf die Flussdiagramme in 4 und 6 beschrieben.
Wie aus dem Längsschnitt in 2 ersichtlich, umfasst die Hauptpumpe 3 in der gezeigten Ausführungsform eine innenverzahnte Kreiselpumpe, z. B. eine Trochoidpumpe. Die Hauptpumpe 3 dient dazu, das in einer Ölwanne 7 befindliche Betriebsöl über ein Ölfilter 8 abzusaugen, sowie dazu, das Betriebsöl über eine Versorgungsleitung 9 in das CVT-Getriebe 1 zu leiten. Eine Leitung, gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 10, wirkt als Ablassleitung, über die das Betriebsöl vom CVT-Getriebe 1 in die Ölwanne 7 abgelassen oder geleitet wird.
Die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 befindet sich in einer Bypassleitung 11 (dient als Betriebsöl-Nebenleitung), die die Hauptpumpe 3 umgeht. Die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 umfasst hauptsächlich einen in einem Motorraum des Fahrzeugs montierten Elektromotor 12 sowie eine an einem Ende (vorderes Ende, s. 2) des Elektromotors 12 montierte Pumpenbaugruppe 13, die zusammen eine Pumpen-Motor-Baugruppe ergeben.
Wie aus dem Querschnitt in 2 gut ersichtlich ist, umfasst der Elektromotor 12 ein im Wesentlichen zylindrisches Motorgehäuse 14, einen Rotor 15, dessen Axialende (rechtes Axialende, s. 2) drehbar in einem Lager 15 1

1: Translator assumes the reference numeral to be 16 instead of 15

17

14

2

15

18

15

Bei der Pumpenbaugruppe 13 ist eine Pumpenwelle 21 in einem Pumpengehäuse aus Metall 20 drehbar installiert und koaxial zur Achse der Motorwelle 18 ausgerichtet und fest mit der Motorwelle 18 verbunden, so dass sie durch die Motorwelle 18 angetrieben wird. Ein Innenrotor 22 und ein Außenrotor 23 sind betriebsfähig in einer Pumpenkammer untergebracht, die an dem vorderen Ende des Pumpengehäuses 20 der Pumpenbaugruppe 13 ausgebildet ist. Der Innenrotor 22 ist an der Außenfläche der Pumpenwelle 21 angebracht und besitzt einen außenverzahnten Teil. Der Außenrotor 23 besitzt einen innenverzahnten Teil. Während des Betriebs der Innenzahnradpumpe, d. h. wenn der Innenrotor 22 durch die Motorwelle (die Pumpenwelle) angetrieben wird, dreht sich der Außenrotor 23 in derselben Richtung wie der Innenrotor, durch Ineinandergreifen des innenverzahnten Teils des Außenrotors und des außenverzahnten Teils des Innenrotors. Ferner ist eine Pumpenabdeckung 24 zum hermetischen Abdecken der vorderen Öffnung der Pumpenkammer von Pumpenbaugruppe 13 vorhanden.
In der gezeigten Ausführungsform ist die Anzahl der Zähne des innenverzahnten Ritzels des Außenrotors 23 um ”1” größer als die Anzahl der Zähne des außenverzahnten Ritzels des Innenrotors 22. Somit greifen das innenverzahnte Ritzel des Außenrotors 23 und das außenverzahnte Ritzel des Innenrotors 22 ineinander, während die Achse des Innenrotors 22 exzentrisch zur Achse des Außenrotors 23 liegt. Während der Drehung des Innen- und Außenrotors 22 und 23 kommt es zu einem Pumpvorgang, indem sich das Fassungsvermögen des Zwischenraums (Lücken zwischen den Zähnen) zwischen dem außenverzahnten Ritzel des Innenrotors und dem innenverzahnten Ritzel des Außenrotors ändert. Zwischen dem innenverzahnten Ritzel des Außenrotors 23 und dem außenverzahnten Ritzel des Innenrotors 22 werden eine Reihe von volumenvariablen Pumpenkammern ausgebildet.
Obwohl aus der Zeichnung nicht klar ersichtlich, ist an der Unterseite der Pumpenkammer des Pumpengehäuses 20 und an der inneren Umfangswandfläche der Pumpenabdeckung 24 eine Saugkammer ausgebildet, deren Form vollständig der einer ersten Pumpenkammergruppe entspricht, die eine Saugkammer ausbilden, deren Fassungsvermögen sich je nach Drehung der ineinander greifenden Rotoren 22–23 erhöht. Auf ähnliche Weise wird an der Unterseite der Pumpenkammer des Pumpengehäuses 20 und an der inneren Umfangswandfläche der Pumpenabdeckung 24 eine Entladungskammer (nicht abgebildet) ausgebildet, deren Form vollständig der einer zweiten Pumpenkammergruppe entspricht, die einen Entladungsbereich ausbilden, dessen Fassungsvermögen sich je nach Drehung der beiden Rotoren verringert. In der Pumpenabdeckung 24 wird ein Sauganschluss ausgebildet, der das in der Ölwanne 7 befindliche Betriebsöl über die Abströmseite 11a (dient als Hydraulikeinlassleitung für die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4) der Bypassleitung 11 in die Saugkammer leitet. Ferner ist in der Pumpenabdeckung 24 ein Auslassanschluss ausgebildet, der das aus der Ablasskammer kommende, unter Druck gesetzte Betriebsöl über die Einströmseite 11b (dient als Hydraulik-Ablassleitung für die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4) der Bypassleitung 11 in die Versorgungsleitung 9 leitet.
Ein Rückschlagventil (1-Weg-Regelventil) 30 befindet sich an der Abströmseite 11a der Bypassleitung 11 und ermöglicht den freien Durchfluss in eine Richtung (d. h. nur den Durchfluss der Betriebsflüssigkeit vom Auslassanschluss der Pumpenbaugruppe 13 zur Versorgungsleitung 9) und verhindert jeglichen Durchfluss in die Gegenrichtung (d. h. Rückfluss von der Versorgungsleitung 9 zum Auslassanschluss der Pumpenbaugruppe 13).
Die Steuerung 5 ist elektrisch an den Elektromotor 12 angeschlossen und versorgt die elektromagnetischen Spulen (nicht abgebildet) des Elektromotors 12 mit Strom, so dass sich die Motorwelle 18 zusammen mit dem Rotor 15 dreht, wodurch die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 13 2

2: Translator assumes the reference numeral to be 4 instead of 13

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12

5

1

5

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27

28

26

_L

9

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27

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Der Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpen-Steuervorrichtung der Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezug auf das Zeitdiagramm in 3 beschrieben. Dieses Diagramm zeigt die Beziehung zwischen dem Druck P_L in der Getriebeleitung, dem Betrieb der Hauptpumpe 3 und dem Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 kurz vor Umschaltung in einen Leerlaufstopp-Modus, während des Leerlaufstopp-Modus und kurz nach Umschaltung vom Leerlaufstopp-Modus in einen automatischen Motorstopp-Start-Modus.
Wenn der Motor/das Fahrzeug in einen Stopp-Modus umgeschaltet wird, d. h. wenn ein festgelegter automatischer Motorstopp-Zustand erreicht wird, z. B. wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einen festgelegten Grenzwert für die Fahrzeuggeschwindigkeit fällt, z. B. 10 km/h (s. Punkt ”x” auf der Leitungsdruck-Kennlinie und Punkt ”a” im Zeitdiagramm in 3), wird ein Vorbetrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 gestartet. Während des Vorbetriebs der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 wird anhand eines Verhaltens (Änderung) des Motorstroms des Elektromotors 12 geprüft, ob die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 normal oder fehlerhaft läuft. Die Fehlerprüfung an der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 wird weiter unten unter Bezug auf das Flussdiagramm in 6 beschrieben.
Danach wird der Elektromotor 12 zum Zeitpunkt ”b” abgeschaltet. Auf diese Weise wird ein Ausführungszyklus des Vorbetriebs der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 beendet. Danach wird der Motor zum Zeitpunkt ”y” auf der Leitungsdruck-Kennlinie im Zeitdiagramm in 3 zeitweilig automatisch abgeschaltet, sobald feststeht, dass der Vorbetrieb zu keinerlei Fehlfunktionen an der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 geführt hat.
Ab Punkt ”y” zum automatischen Motorstopp beginnt der durch die Hauptpumpe 3 erzeugte Hydraulikdruck zu sinken. Um zu verhindern, dass der Druck P_L in der Versorgungsleitung 9 während der Umschaltung von einer Haupt-Hydraulikdruckquelle (d. h. Hauptpumpe 3) auf eine Neben-Hydraulikdruckquelle (d. h. elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4) zu stark abfällt, wird anhand von Messdaten des Leitungsdrucksensors 25 zum Leitungsdruck P_L erneut geprüft, ob der Leitungsdruck P_L schrittweise auf einen Wert unter einem ersten Grenzwert P1 abfällt. Sofort nachdem der Leitungsdruck P_L aufgrund einer Abschaltung der Hauptpumpe 3 schrittweise den ersten Grenzwert P1 erreicht hat (s. Zeitpunkt ”c”), wird der Elektromotor 12 wieder eingeschaltet (neu gestartet). Aufgrund der Wiedereinschaltung des Elektromotors 12 wird der Druck P_L in der Versorgungsleitung 9 ab dem Zeitpunkt, an dem der Leitungsdruck P_L auf einen zweiten Grenzwert P2 abfällt, im Wesentlichen konstant gehalten (s. horizontale Linie ”Q” die einen konstanten Druck anzeigt).
Danach wird angenommen, dass die Fahrzeugbremse zum Zeitpunkt ”z” gelöst und der Motor automatisch neu gestartet wurde. Dadurch steigt nicht nur der von der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 erzeugte Hydraulikdruck, sondern auch ein von der Hauptpumpe 3 erzeugter Hydraulikdruck über den Punkt ”z” zum automatischen Motorneustart. Dadurch steigt der Druck P_L in der Versorgungsleitung 9 weiter über den durch die horizontale Linie ”Q” markierten Druckwert. Sobald der Leitungsdruck P_L, der weiter über den durch die horizontale Linie ”Q” markierten Druckwert steigt, zum Zeitpunkt ”d” einen dritten Grenzwert P3 erreicht, der unterhalb des ersten Grenzwertes P1 und oberhalb des zweiten Grenzwertes P2 liegt, wird der Elektromotor 12 abgeschaltet, wodurch die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 angehalten wird.
Mithilfe der oben beschriebenen Leitungsdruckregelung kann der Leitungsdruck P_L auch im Leerlaufstopp-Modus auf einem Druckwert über oder gleich dem zweiten Grenzwert P2 gehalten werden. Dies sorgt für einen fehlerfreien Betrieb des CVT-Getriebes 1 kurz vor Umschaltung in den Leerlaufstopp-Modus, während des Leerlaufstopp-Modus und kurz nach einer Umschaltung vom Leerlaufstopp-Modus in einen automatischen Motorstart-Modus.
In der gezeigten Ausführungsform beruhen der Zeitpunkt (siehe Zeitpunkt ”c” zum Neustart des Elektromotors in 3), an dem der Elektromotor 12 nach dem Zeitpunkt ”y” zur Motorabschaltung wieder eingeschaltet (neu gestartet) wird, um während des Leerlaufstopps eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 zu betreiben, und der Zeitpunkt (siehe Zeitpunkt ”d” zur Abschaltung des Elektromotors in 3), an dem der Elektromotor 12 nach dem Zeitpunkt ”z” zum automatischen Motorstart, beide auf einem Vergleich zwischen dem gemessenen Leitungsdruck P_L und einem Grenzwert (z. B. erster Grenzwert P1 oder dritter Grenzwert P3). Gegebenenfalls kann der Zeitpunkt, an dem der Elektromotor 12 nach dem Zeitpunkt ”y” zur automatischen Motorabschaltung wieder eingeschaltet (neu gestartet) wird anhand der Zeit festgelegt werden, die ab dem Zeitpunkt ”y” zur automatischen Motorabschaltung und dem Zeitpunkt, an dem der Elektromotor 12 nach dem Zeitpunkt ”z” zum automatischen Motorneustart wieder eingeschaltet wird, können anhand der Zeit seit dem Zeitpunkt ”z” zum automatischen Motorneustart festgelegt werden. Ferner können die oben genannten Zeitpunkte je nach Temperatur des zum CVT-Getriebe 1 geleiteten Betriebsöls variieren.
Die Steuerroutine, die in der Steuerung 5 kurz vor einer Umschaltung in einen Leerlaufstopp-Modus, während des Leerlaufstopp-Modus und kurz nach einer Umschaltung vom Leerlaufstopp-Modus in einen automatischen Motorstart-Modus ausgeführt wird, wird im Folgenden unter Bezug auf das Flussdiagramm in 4 näher beschrieben. Die Routine in 4 wird als zeitgesteuerte Unterbrechungsroutine ausgeführt und muss in den festgelegten Abtastintervallen ausgelöst werden, z. B. alle 10 Millisekunden.
Bei Schritt S1 wird anhand eines Verhaltens (einer Änderung) des gemessenen Motorstroms geprüft, ob der Vorbetrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 normal oder fehlerhaft läuft. Mit anderen Worten, es wird geprüft – anhand eines Verhaltens (einer Änderung) des gemessenen Motorstroms, ob beim Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 während des Vorbetriebs kurz vor Umschaltung in einen Leerlaufstopp Modus eine Störung vorliegt. Wenn z. B. erkannt wird, dass der Vorbetrieb aufgrund einer Störung im Elektromotor 12, z. B. Bruch eines Kabelbaums des Elektromotors 12, nicht fehlerfrei stattfindet, d. h. wenn die Antwort auf Schritt S1 negativ (NEIN) ist, geht die Routine weiter zu Schritt S8. Bei Schritt S8 erzeugt die Steuerung 5 ein HEMM-Signal (ein BLOCKIER-Signal), welches eine Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus (einen Leerlaufstopp-Modus) blockiert, und sendet es an die Leerlaufstopp-Vorrichtung, so dass der Motor durchgängig angetrieben oder betrieben wird.
Wenn die Antwort auf Schritt S1 jedoch positiv (JA) lautet, d. h. wenn feststeht, dass der Vorbetrieb fehlerfrei durchgeführt wird, geht die Routine weiter zu Schritt S2.
Bei Schritt S2 wird geprüft, ob der Leitungsdruck P_L in der Versorgungsleitung 9 unter dem festgelegten Druckwert Ps (entspricht dem ersten Grenzwert P1) liegt. Wenn die Antwort auf Schritt S2 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Leitungsdruck P_L höher oder gleich dem festgelegten Druckwert PS ist, d. h. P_L ≥ P_S, ist der Druck des aus der Hauptpumpe 3 abgelassenen Betriebsöls immer noch hoch und ein Ausführungszyklus ist somit beendet. Wenn jedoch die Antwort auf Schritt S2 positiv (JA) ist, d. h. wenn der Leitungsdruck P_L unter dem festgelegten Druckwert Ps liegt, d. h. P_L < P_S, geht die Routine weiter zu Schritt S3.
Bei Schritt S3 wird geprüft, ob die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 3 nun läuft. Wenn die Antwort auf Schritt S3 positiv (JA) ist, d. h. wenn sich die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 im Betriebsmodus befindet, geht die Routine weiter zu Schritt S5. Wenn die Antwort auf Schritt S3 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn sich die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 nicht im Betriebsmodus befindet, geht die Routine weiter zu Schritt S4.
In Schritt 4 wird der Elektromotor 12 eingeschaltet, um die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 zu betreiben.
In Schritt S5 wird geprüft, ob die Bremsen gelöst wurden und der Motor neu gestartet wurde. Wenn die Antwort auf Schritt S5 positiv (JA) ist, d. h. wenn die Bremsen gelöst wurden und der Motor neu gestartet wurde, geht die Routine weiter zu Schritt S6. Wenn die Antwort auf Schritt 5 jedoch negativ (NEIN) ist, ist ein Ausführungszyklus beendet.
Bei Schritt S6 wird geprüft, ob der Leitungsdruck P_L in der Versorgungsleitung 9 über dem festgelegten Druckwert Pt (entspricht dem dritten Grenzwert P3) liegt. Wenn die Antwort auf Schritt 6 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Leitungsdruck P_L niedriger oder gleich dem festgelegten Druckwert Pt ist, d. h. P_L < Pt, ist ein Ausführungszyklus beendet. Wenn jedoch die Antwort auf Schritt S6 positiv (JA) ist, d. h. wenn der Leitungsdruck P_L über dem festgelegten Druckwert Pt liegt, d. h. P_L > Pt, geht die Routine weiter zu Schritt S7.
Bei Schritt S7 wird der Elektromotor 12 abgeschaltet und die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 wird angehalten.
Eine Methode festzustellen, ob beim Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 aufgrund des Vorbetriebs kurz vor Umschaltung in einen Leerlaufstopp-Modus Störungen auftreten oder nicht, wird im Folgenden unter Bezug auf das Eigenschaftsdiagramm in 5 näher beschrieben.
Tatsächlich basiert die Prüfung, ob beim Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 Störungen vorliegen oder nicht, auf einem Verhalten (einer Änderung) des im Elektromotor 12 gemessenen Motorstromwerts I.
Die durch die dicke durchgezogene Linie ”e” dargestellte Kennlinie in 5 zeigt ein Motorstromverhalten, ausgelöst durch den normalen Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 während des Vorbetriebs.
Wie die Kennlinie ”e” zum Motorstrom in 5 zeigt, steigt der Motorstrom nach Abschalten des Elektromotors 12 der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 schnell von Null an und steigt weiter auf einen Überstrom, der durch den Elektromotor 12 fließt, während dieser verriegelt ist.
Danach beginnt die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4, sich mit einer leichten Verzögerung zu drehen und dann startet die Stromerzeugungsfunktion des Elektromotors 12. Zu diesem Zeitpunkt beginnt der Motorstromwert I zu fallen, wobei jedoch Luft in den Pumpenkammern verbleibt, so dass sich der Elektromotor 12 aufgrund des geringeren Widerstands zum Betrieb der Pumpe mit weniger Last dreht. Wie die durch die dünne durchgehende Linie gekennzeichnete Kennlinie ”n” der Motordrehzahl in 5 zeigt, steigt die Motordrehzahl nach einer kurzen Verzögerung schnell an, wohingegen der Motorstromwert I schnell sinkt.
Danach entweicht die Luft aus den Pumpenkammern, während Betriebsöl in die Pumpenkammern läuft. Dadurch beginnt die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4, Betriebsöl abzulassen. Wie die durch die gepunktete Linie markierte Kennlinie ”p” zum Auslassdruck in 5 zeigt, steigt der Auslassdruck schrittweise an, steigt weiter an und erreicht während der letzten Phase des Vorbetriebs einen im Wesentlichen konstanten Druckwert. Während der Auslassdruck aufgrund eines erhöhten Widerstands beim Antrieb der Pumpen steigt (d. h. während der mittleren Phase des Vorbetriebes, neigt die Motordrehzahl (siehe Kennlinie ”n” zur Motordrehzahl) dazu, langsam abzufallen und der Motorstrom (siehe Kennlinie ”e” zum Motorstrom) neigt andererseits dazu, langsam zu steigen. Auf diese Weise zeigt der gemessene Motorstromwert I das beschriebene festgelegte Motorstromverhalten, wenn die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 normal läuft.
In der gezeigten Ausführungsform misst oder überwacht die Motorstrom-/Drehzahlmessschaltung 28 das Motorstromverhalten (die Motorstromänderung) während des Vorbetriebs. Im Falle eines festgelegten Motorstromverhaltens übersteigt der Motorstromwert I kurzfristig sofort nach Einschalten des Elektromotors 12 einen bestimmten Stromwert (nahe an einem durch den Elektromotor 12 im gesperrten Zustand fließenden Überstrom), hervorgerufen durch den schnellen Anstieg des Motorstroms, und fällt ab. Danach steigt der Motorstromwert I wieder für einen bestimmten Zeitraum an, die Steuerung 5 legt fest, dass die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 normal arbeitet. Der oben genannte Begriff ”Überstrom” wird im Nachfolgenden als ”Verriegelungsstrom” bezeichnet. Der festgelegte zeitbezogene Kennwert für die Motorstromänderung, der während des fehlerfreien (normalen) Vorbetriebs der elektronisch angetriebenen Ölpumpe 4 auftritt, zeigt fast dieselbe Motorstrom-Änderungstendenz, die jedoch je nach Temperatur des zum CVT-Getriebe 1 geleiteten Betriebsöl oder der Temperatur eines Motoröls leicht abweicht. Genauer, ein erster Zeitgrenzwert Ts (weiter unten unter Bezug auf das Flussdiagramm in 6 beschrieben) für die Zeit ab dem Start des Vorbetriebs unter einer Bedingung, bei der der Motorstromwert I aufgrund einer Störung im Elektromotor 12, z. B. Bruch eines Kabelbaums im Elektromotor, niedrig bleibt, ein zweiter Zeitgrenzwert Tr (weiter unten unter Bezug auf das Flussdiagramm in 6 beschrieben) für die Zeit ab der der Motorstromwert I einen festgelegten hohen Stromwert Ir (nahe dem Verriegelungsstrom) übersteigt, unter einer Bedingung, bei der der Motorstromwert I hoch bleibt, da der Elektromotor 12 oder die Pumpenbaugruppe 13 verriegelt bleiben, und ein dritter Zeitgrenzwert Td (weiter unten unter Bezug auf das Flussdiagramm in 6 beschrieben) für die Zeit, die vergangen ist, seit der Motorstromwert I von Null einmalig auf einen Hochstromwert ansteigt und dann abfällt, und danach erneut aufgrund eines Bruchs am Verbindungsteil zwischen Motorwelle 18 und Pumpenwelle 21 wieder ansteigt, möglicherweise je nach Öltemperatur geändert wird.
Im Folgenden wird anhand von Beispielen näher erklärt, wie durch den Vorbetrieb hervorgerufene Störungen im Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 erkannt werden.
Wenn z. B. eine Kabelbaum im Elektromotor 12 oder Anschlüsse des Elektromotors 12 defekt sind, fließt weniger Strom durch den Elektromotor 12, so dass der Motorstromwert I niedrig bleibt.
Wenn entweder der Elektromotor 12 oder die Pumpenbaugruppe 13 aus unterschiedlichen Gründen verriegelt ist, fließt ständig ein Überstrom (Verriegelungsstrom) durch den Elektromotor 12. Dadurch steigt der Motorstromwert I sofort nach Einschalten des Elektromotors 12 schnell auf einen Verriegelungsstrom an, fällt aber nicht wieder ab. D. h. der Motorstromwert I bleibt nach Einschalten des Elektromotors 12 im Wesentlichen auf dem Wert des Verriegelungsstroms. In dem Fall legt die Steuerung 5 fest, dass eine Störung im Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 vorliegt.
Wenn der Verbindungsteil zwischen der Motorwelle 18 des Elektromotors 12 und der Pumpenwelle 21 der Pumpenbaugruppe 13 defekt (gebrochen) ist, so dass sich der Elektromotor 12 mit weniger Last dreht, fließt ein Überstrom durch den Elektromotor 12, so dass der Motorstromwert I einen extrem hohen Stromwert (d. h. einen Verriegelungsstrom) erreicht. Danach fällt der Motorstromwert I wieder ab, doch der Lastanstieg im Elektromotor 12 ist geringer, da keine Betriebsflüssigkeit aus der Pumpenbaugruppe 13 abgelassen wird. Aus diesem Grund kann der Motorstromwert I nicht wieder ansteigen. In einem solchen Fall legt die Steuerung 5 fest, dass eine Störung beim Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 vorliegt.
Durch einen Vorbetrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 kurz vor Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus wurden die Pumpenkammern der Ölpumpe 4 bereits mit Betriebsöl vorbefüllt, zu einem Zeitpunkt (siehe Punkt ”c” zum Neustart des Elektromotors in 3), an dem der Elektromotor 12 nach einer zeitweiligen automatischen Abschaltung wieder eingeschaltet (neu gestartet) wird. Dadurch baut sich schnell ein Auslassdruck des Betriebsöls auf, das sofort nach Neueinschalten des Elektromotors 12 aus der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 abgelassen wird. Das verringert das Risiko eines zeitweiligen Abfalls des Leitungsdrucks P_L, auch während der Umschaltung zwischen einer Haupt-Hydraulikdruckquelle (d. h. Hauptpumpe 3) und einer Neben-Hydraulikdruckquelle (d. h. elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4). Außerdem ist die Vorrichtung in der Ausführungsform so ausgelegt oder konfiguriert, dass der arithmetische/logische Prozess zur Feststellung einer Störung im Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4, hervorgerufen durch den Vorbetrieb der Ölpumpe 4, nicht in einem Zeitraum ab dem Zeitpunkt (siehe Punkt ”d” zur Abschaltung des Elektromotors in 3), an dem der Elektromotor 12 abgeschaltet wird, bis zum Zeitpunkt, an dem das Betriebsöl in den Pumpenkammern die Pumpenkammern verlässt, nicht ausgeführt werden kann. In anderen Worten, auch wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit unter einen festgelegten Grenzwert für die Fahrzeuggeschwindigkeit fällt, z. B. 10 km/h, ist die Vorrichtung in der Ausführungsform so ausgelegt, dass der Vorbetrieb der Ölpumpe 4 erst ausgeführt wird, wenn die seit dem Zeitpunkt ”d” zum Abschalten des Elektromotors abgelaufene Zeit einen Zeitwert überschreitet, bei dem mehr Betriebsöl in den Pumpenkammern durch Luft ersetzt werden kann. Wenn somit die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 normal läuft, gibt der gemessene Motorstromwert I immer das festgelegte Motorstromverhalten wieder (siehe Motorstrom-Kennlinie, dargestellt durch die dicke durchgehende Linie ”e” in 5), wie bereits beschrieben.
6 zeigt eine Steuerungsroutine, ausgeführt innerhalb der elektronischen Steuerung 5 zur Störungserkennung in einer elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 anhand eines Verhaltens (einer Änderung) des Motorstroms des Elektromotors durch Einleitung des Vorbetriebs. Die Routine in 6 wird ebenfalls als zeitgesteuerte Unterbrechungsroutine ausgeführt, die in den festgelegten Abtastintervallen ausgelöst werden muss.
Bei Schritt S11 wird geprüft, ob der Motor-/Fahrzeugzustand in einen Stopp-Zustand geschaltet wird, d. h., wann ein festgelegter Motorstropp-Zustand erreicht wird, genauer, wann eine Fahrzeuggeschwindigkeit, erzielt im aktuellen Ausführungszyklus, weniger oder gleich einem festgelegten Grenzwert ”A” für die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, z. B. 10 km/h. Wenn die Antwort auf Schritt S11 negativ (NEIN) ist, ist ein Ausführungszyklus beendet. Wenn die Antwort auf Schritt S11 jedoch positiv (JA) ist, geht die Routine weiter zu Schritt S12.
Bei Schritt S12 wird geprüft, ob sich die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 3 im Vorbetrieb befindet (angetrieben wird). Wenn die Antwort auf Schritt S12 positiv (JA) ist, d. h. wenn sich die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 im Vorbetrieb befindet, geht die Routine weiter zu Schritt S14. Wenn die Antwort auf Schritt S12 jedoch negativ (NEIN) ist, d. h. wenn sich die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 noch nicht im Vorbetrieb befindet, geht die Routine weiter zu Schritt S13.
In Schritt S13 wird der Elektromotor 12 eingeschaltet, um den Vorbetrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 zu starten.
Bei Schritt S14 wird geprüft, ob der Motorstromwert I einen festgelegten Motorstromwert Ir (nahe dem Verriegelungsstromwert) übersteigt. Wenn die Antwort auf Schritt S14 positiv (JA) ist, d. h. I > Ir, geht die Routine weiter zu Schritt S15. Wenn die Antwort auf Schritt S14 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn I ≤ Ir, geht die Routine weiter zu Schritt S15.
Bei Schritt S16 wird geprüft, ob die Zeit (im Folgenden als ”Vorbetriebszeit Tpre” bezeichnet), die seit dem Start des Vorbetriebs vergangen ist, den ersten Zeitgrenzwert Ts übersteigt. Wenn die Antwort auf Schritt S16 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn Tpre ≤ Ts, ist ein Ausführungszyklus beendet. Wenn die Antwort auf Schritt S1 jedoch positiv (JA) ist, d. h. wenn Tpre > Ts, geht die Routine weiter zu Schritt S17.
Bei Schritt S17 legt die Steuerung 5 fest, dass beim Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 eine Störung vorliegt, und gibt gleichzeitig ein HEMM-Signal an die Leerlaufstopp-Vorrichtung aus, das die Betriebsstörung an der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 anzeigt. Dadurch wird eine Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus (einen Leerlaufstopp-Modus) verhindert und der Motor läuft durchgängig. Auf Schritt S17 folgt Schritt S18.
Bei Schritt S18 wird der Elektromotor 12 abgeschaltet und der Vorbetrieb der elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 wird beendet.
Des Weiteren wird bei Schritt S15 geprüft, ob der Motorstromwert I abfällt. Wenn die Antwort auf Schritt S15 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motorstromwert I noch nicht abfällt, geht die Routine weiter zu Schritt S19.
Bei Schritt S19 wird geprüft, ob der Motorstromwert I durchgängig auf einem Wert oberhalb des festgelegten Stromwerts Ir gehalten wird, und ob die Zeit (im Folgenden als ”Einschaltzeit T_I-high” bezeichnet), die seit dem Zeitpunkt vergangen ist, an dem der Motorstromwert I den festgelegten Stromwert Ir überschreitet, den zweiten Zeitgrenzwert Tr überschreitet. Wenn die Antwort auf Schritt S19 negativ (NEIN) ist, ist ein Ausführungszyklus beendet. Wenn die Antwort auf Schritt S19 jedoch positiv (JA) ist, d. h. wenn I > Ir und T_I-high > Tr, geht die Routine von Schritt S19 weiter zu Schritt S20.
Bei Schritt S20 legt die Steuerung 5 fest, dass beim Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 eine Störung vorliegt, und gibt gleichzeitig ein HEMM-Signal an die Leerlaufstopp-Vorrichtung aus, das die Betriebsstörung an der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 anzeigt. Dadurch wird eine Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus (einen Leerlaufstopp-Modus) verhindert und der Motor läuft durchgängig. Auf Schritt S20 folgt Schritt S21.
Bei Schritt S21 wird der Elektromotor 12 abgeschaltet und der Vorbetrieb der elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 wird beendet.
Zurück zu Schritt S15. Wenn die Antwort auf Schritt S15 positiv (JA) ist, d. h. wenn der Motorstromwert I abfällt, geht die Routine weiter zu Schritt S22.
Bei Schritt S22 wird geprüft, ob der Motorstromwert I ansteigt. Wenn die Antwort auf Schritt S22 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn der Motorstromwert I noch nicht steigt, geht die Routine weiter zu Schritt S23.
Bei Schritt S23 wird geprüft, ob die Zeit (im Folgenden als ”Stromabfallzeit T_I-drop” bezeichnet), die seit Beginn des Abfallens des Motorstromwerts I vergangen ist, den Zeitgrenzwert Td überschreitet. Wenn die Antwort auf Schritt S23 negativ (NEIN) ist, d. h. wenn T_I-drop ≤ Td, ist ein Ausführungszyklus beendet. Wenn die Antwort auf Schritt S23 jedoch positiv (JA) ist, d. h. wenn T_I-drop > Td, geht die Routine von Schritt S23 weiter zu Schritt S24.
Bei Schritt S24 legt die Steuerung 5 fest, dass beim Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 eine Störung vorliegt, und gibt gleichzeitig ein HEMM-Signal an die Leerlaufstopp-Vorrichtung aus, das die Betriebsstörung an der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 anzeigt. Dadurch wird eine Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus (einen Leerlaufstopp-Modus) verhindert und der Motor läuft durchgängig. Auf Schritt S24 folgt Schritt S25.
Bei Schritt S25 wird der Elektromotor 12 abgeschaltet und der Vorbetrieb der elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 wird beendet.
Zurück zu Schritt S22. Wenn die Antwort auf Schritt S22 positiv (JA) ist, d. h. wenn der Motorstromwert I ansteigt, geht die Routine weiter zu Schritt S26.
Bei Schritt S26 legt die Steuerung 5 fest, dass beim Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 keine Störung vorliegt, und gibt gleichzeitig ein FREIGABE-Signal an die Leerlaufstopp-Vorrichtung aus, das den fehlerfreien Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 anzeigt. Dadurch wird eine Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus (einen Leerlaufstopp-Modus) ermöglicht (zugelassen) und der Motor wird zeitweilig automatisch angehalten. Auf Schritt S26 folgt Schritt S27.
Bei Schritt S27 wird der Elektromotor 12 abgeschaltet und der Vorbetrieb der elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 wird beendet.
Wie aus den obigen Beschreibungen ersichtlich, kann durch die elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung in der Ausführungsform mithilfe eines Vorbetriebs der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 kurz vor Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus (einen Leerlaufstopp-Modus) im Vorfeld geprüft werden, ob die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 fehlerfrei arbeitet oder nicht. Im Falle einer Störung beim Betrieb der Pumpe 4 gibt die Steuerung 5 ein HEMM-Signal an die Leerlaufstopp-Vorrichtung aus, so dass eine Umschaltung in einen Leerlaufstopp-Modus verhindert (blockiert) wird, so dass der Motor, und somit eine Haupt-Hydraulikdruckquelle (z. B. Hauptpumpe 3) durchgängig angetrieben wird. Wenn an der Pumpe 4 keine Betriebsstörung vorliegt, gibt die Steuerung 5 ein FREIGABE-Signal an die Leerlaufstopp-Vorrichtung aus, um ein Umschalten in einen Leerlaufstopp-Modus zu ermöglichen (freizugeben), und so die problemlose Umschaltung von einer Haupt-Hydraulikdruckquelle (d. h. Hauptpumpe 3) auf eine Neben-Hydraulikdruckquelle (d. h. elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4) zuzulassen. Durch eine optimale Leitungsdrucksteuerung kurz vor Umschaltung in einen Leerlaufstopp-Modus, während des Leerlaufstopp-Modus und kurz nach einem Umschalten vom Leerlaufstopp-Modus in einen automatischen Motorstart-Modus kann daher ein fehlerfreier Betrieb des CVT-Getriebes 1 sichergestellt werden.
Durch die Vorbefüllung der Pumpenkammern der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 mit Betriebsöl durch den Vorbetrieb kurz vor Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus kann ein schneller Anstieg des Auslassdrucks des aus der Pumpe 4 abgelassenen Betriebsöls erreicht werden, auch zu Beginn des Hauptbetriebs der Pumpe 4 nach dem Zeitpunkt der automatischen Motorabschaltung (siehe Zeitpunkt ”y” in 3).
Des Weiteren wird der Elektromotor 12 einmalig am Ende des Vorbetriebs der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 abgeschaltet (siehe Zeitpunkt ”b” in 3). Dadurch kann der Energieverbrauch gesenkt werden.
Ferner wird in der in der Ausführungsform gezeigten Vorrichtung der Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 (d. h. (i) die Zeitregelung des Hauptbetriebs der Ölpumpe 4 (die Zeitregelung der Wiedereinschaltung des Elektromotors 12) während eines Leerlaufstopp-Modus) und (ii) die Zeitreglung der Umschaltung der Ölpumpe 4 von 'in Betrieb' auf 'außer Betrieb' (die Zeitreglung der Abschaltung des Elektromotors 12) kurz nach einer Umschaltung vom Leerlaufstopp-Modus in einen automatischen Motorstart-Modus) genauestens geregelt, entsprechend dem vom Leitungsdruckfühler 25 gemessenen Leitungsdruck P_L. Somit ist es nicht notwendig, überschüssiges Betriebsöl aus der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 abzulassen. Dadurch ist kein Ablassventil zwischen der Versorgungsleistung 9 und der Ölpumpe 4 erforderlich, ebenso wenig wie ein weiterer Druckfühler auf der Einströmseite (dient als Hydraulik-Auslassleitung der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4) der Bypassleitung 11. Dies verringert die Zahl der Armaturen zum Anschluss der Hydraulikleitungen an mehrere Bauteile eines Hydrauliksystems und somit Ölleckagen und Verschmutzungen, verkürzt die Installationszeiten und -kosten und verringert den Platzbedarf für das Gesamtsystem.
Wenn in der Vorrichtung der Ausführungsform die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer oder gleich einem festgelegten Grenzwert ”A” ist, z. B. 10 km/h, wird der Vorbetrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 einmalig gestartet. Selbstverständlich ist die Anzahl der Vorbetriebe der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 nicht auf ”einmalig” beschränkt. Gegebenenfalls können zu jedem festgelegten Zeitintervall zwei oder mehr Vorbetriebe gestartet werden, ab dem Zeitpunkt, an dem die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger oder gleich einem festgelegten Grenzwert ”A” ist, z. B. 10 km/h, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Motor zeitweilig automatisch angehalten wird, um zu verhindern, dass Betriebsöl aus den Pumpenkammern der Pumpenbaugruppe 13 austritt. In einem solchen Fall kann verhindert werden, dass der Motor in dem spezifischen Fall angehalten wird, dass bereits mehr Betriebsöl in der Pumpenkammer durch Luft ersetzt wurde.
Die elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung der Ausführungsform wird in der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 eingesetzt und dient als Neben-Hydraulikquelle für ein Automatikgetriebe, z. B. ein stufenloses Automatikgetriebe 1. Stattdessen kann die elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung der Ausführungsform in einer elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe eingesetzt werden, die als Neben-Hydraulikdruckquelle für Servolenkungen in Kraftfahrzeugen dient.
In der gezeigten Ausführungsform sind die elektronische Steuerung 5 und der Elektromotor 12 separat voneinander ausgelegt.
Stattdessen kann die elektronische Steuerung 5 so ausgelegt werden, dass sie integral an den Elektromotor 12 angeschlossen ist, so dass die elektronische Steuerung 5 im Innenraum des Elektromotors 12 installiert ist. Ferner wird in der gezeigten Ausführungsform ein Gleichstrom-Bürstenmotor als Elektromotor 12 verwendet. Gegebenenfalls kann ein bürstenloser Motor als Elektromotor verwendet werden.
In der gezeigten Ausführungsform wird während des Vorbetriebs der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe 4 anhand eines Verhaltens (Änderung) des Motorstroms des Elektromotors 12 (siehe Kennlinie ”e” in 5) geprüft, ob die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 normal oder fehlerhaft läuft. Gegebenenfalls kann anhand eines Verhaltens der Motordrehzahl (siehe Kennlinie ”n” in 5) des Elektromotors 12 geprüft werden, ob die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe 4 während des Vorbetriebs fehlerfrei läuft oder nicht. D. h., als Regelparameter können statt der Motorstromdaten vom Motorstrom-/Drehzahlmesser 28 Drehzahldaten verwendet werden. Um genauer festzulegen, ob die elektromotorisch angetriebene Ölpumpe während des Vorbetriebs fehlerfrei läuft oder nicht, können Drehzahldaten sowie Motorstromdaten verwendet werden. In einem solchen Fall gibt die elektronische Steuerung 5 ein HEMM-Signal an die automatische Motorstopp-Vorrichtung (die Leerlaufstopp-Vorrichtung) aus, um ein Umschalten in einen automatischen Motorstropp-Modus zu verhindern, wenn die gemessene Motordrehzahl während des Vorbetriebs dauerhaft auf einem Null-Wert unter einem festgelegten niedrigeren Drehzahl-Grenzwert gehalten wird, oder wenn die gemessene Motordrehzahl während des Vorbetriebs auf einem deutlich höheren Wert gehalten wird, der dauerhaft über einem festgelegten oberen Grenzwert liegt.
Der vollständige Inhalt des japanischen Patentantrags Nr. 2009-274023 (eingereicht 2. Dezember 2009) ist durch Bezugnahme hier eingeschlossen.
Während es sich bei vorstehendem Text um eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt, ist klarzustellen, dass die Erfindung nicht auf die hierin gezeigte und beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und dass Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dass der Umfang und Sinn dieser durch nachfolgende Ansprüche definierten Erfindung dadurch verloren gehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004-68732 [0003]
JP 2004-068732 [0003, 0003, 0004, 0004]
US 6913558 [0003]
JP 2009-274023 [0083]

Claims

Elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung in Zusammenwirkung mit einer automatischen Motorstopp-Vorrichtung, die umfasst: eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe (4), die zur Versorgung eines Getriebes (1) eines Kraftfahrzeugs, das eine automatische Motorstopp-Vorrichtung zur automatischen Abschaltung eines Motors (2) einsetzt, mit Betriebsöl verwendet wird und die durch einen Elektromotor (12) zur Versorgung des Getriebes (1) mit Hydraulikdruck angetrieben wird, zumindest solange sich eine durch den Motor (2) angetriebene mechanische Ölpumpe (3) im angehaltenen Zustand befindet; einen Motorstrommesser (28) zur Messung eines durch den Elektromotor (12) fließenden Motorstroms; und eine Steuerung (5) zur Ausgabe einen Hemmsignals an die automatische Motorstopp-Vorrichtung zur Verhinderung einer Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus, wenn eine Änderung im Motorstromwert (I), gemessen vom Motorstrommesser (28) während eines Vorbetriebs der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe (4) ab einem Zeitpunkt, an dem eine automatische Motorstopp-Bedingung des Fahrzeugs erreicht wird, eine festgelegte Kennlinie verlässt.
Elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Steuerung (5) das Hemmsignal an die automatische Motorstopp-Vorrichtung ausgibt, um die Umschaltung in den automatischen Motorstopp-Modus zu verhindern, wenn der gemessene Motorstromwert (I) für eine festgelegte Zeit (Tr) während des Vorbetriebs dauerhaft hoch gehalten wird, oder wenn der gemessene Motorstromwert (I) für eine festgelegte Zeit (Ts) während des Vorbetriebs dauerhaft niedrig gehalten wird.
Elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung in Zusammenwirkung mit einer automatischen Motorstopp-Vorrichtung, die umfasst: eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe (4), die zur Versorgung eines Getriebes (1) eines Kraftfahrzeugs, das eine automatische Motorstopp-Vorrichtung zur automatischen Abschaltung eines Motors (2) einsetzt, mit Betriebsöl über eine Betriebsöl-Nebenleitung (11) verwendet wird, und die durch einen Elektromotor (12) zur Versorgung des Getriebes (1) mit Hydraulikdruck über die Betriebsöl-Nebenleitung (11) durch ein Rückschlagventil (30) zumindest dann angetrieben wird, wenn der an das Getriebe (1) geleitete Hydraulikdruck unter einen Abschaltzustand einer durch den Motor (2) angetriebenen mechanischen Ölpumpe (3) fällt; einen Motorstrommesser (28) zur Messung eines durch den Elektromotor (12) fließenden Motorstroms; und eine Steuerung (5), die so ausgelegt ist, dass sie zeitweilig einen Vorbetrieb der elektromotorisch angetriebenen Pumpe (4) ausführt, wenn ein Zeitraum, gemessen ab dem Zeitpunkt, an dem der Motor (12) angehalten wird, eine festgelegte Zeit überschreitet, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit einen festgelegten Grenzwert zur Fahrzeuggeschwindigkeit unterschreitet, die Steuerung (5) ferner so ausgelegt ist, dass sie ein Freigabesignal an die automatische Motorstopp-Vorrichtung zur Freigabe einer Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus ausgibt, wenn ein Motorstromwert (I), gemessen vom Motorstrommesser (28) während des Vorbetriebs, einmalig von Null auf einen hohen Stromwert ansteigt und dann wieder abfällt, und danach erneut ansteigt, und die Steuerung (5) des Weiteren so ausgelegt ist, dass sie ein Hemmsignal an die automatische Motorstopp-Vorrichtung zur Verhinderung einer Umschaltung in einen automatischen Motorstopp-Modus ausgibt, wenn der Motorstromwert (I), gemessen vom Motorstrommesser (28) während des Vorbetriebs, dauerhaft hoch oder dauerhaft niedrig gehalten wird.
Elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei: der Vorbetrieb nur über eine festgelegte Ausführungszeit ausgeführt wird, und nach Ablauf der festgelegten Ausführungszeit beendet wird.
Elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei: der Vorbetrieb beendet wird, nachdem der Motorstromwert (I), gemessen vom Motorstrommesser (28) während des Vorbetriebs, einmalig von Null auf einen hohen Stromwert gestiegen ist und danach abfällt und dann erneut angestiegen ist.
Elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei: nach dem Vorbetrieb ein vom Leitungsdruck (P_L) des zum Getriebe (1) geleiteten Betriebsöls abhängiger Hauptbetrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe (4) ausgeführt wird.
Elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei: der Hauptbetrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe (4) eingeleitet wird, wenn der Leitungsdruck (P_L) unter einen ersten Grenzwert (P1) sinkt, falls nach dem Vorbetrieb eine Umschaltung in den automatischen Motorstopp-Modus zugelassen wurde.
Elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei: nach dem Vorbetrieb der Hauptbetrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe (4) eingeleitet wird, wenn der Leitungsdruck (P_L) unter den ersten Grenzwert (P1) sinkt, und dauerhaft in der Weise ausgeführt wird, dass ein Druckpegel entsprechend einem zweiten Grenzwert (P2) unterhalb des ersten Grenzwerts (P1) aufrechterhalten wird, und danach beendet wird, wenn der Leitungsdruck (P_L) einen Druckpegel erreicht, der einem dritten Grenzwert (P3) unter dem ersten Grenzwert (P1) und über dem zweiten Grenzwert (P2) entspricht.
Elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei: ein anschließender Ausführungszyklus des Vorbetriebs eingeleitet wird, wenn nach Ablauf eines festgelegten Zeitraums nach einem Ausführungszyklus des Vorbetriebs keine Umschaltung in den automatischen Motorstopp-Modus stattfindet.
Elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei: der Elektromotor (12) einen Direktstrom-Bürstenmotor umfasst.
Elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung in Zusammenwirkung mit einer automatischen Motorstopp-Vorrichtung, die umfasst: eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe (4), die zur Versorgung eines Getriebes (1) eines Kraftfahrzeugs, das eine automatische Motorstopp-Vorrichtung zur automatischen Abschaltung eines Motors (2) einsetzt, mit Betriebsöl verwendet wird und die durch einen Elektromotor (12) zur Versorgung des Getriebes (1) mit Hydraulikdruck angetrieben wird, zumindest solange sich eine durch den Motor (2) angetriebene mechanische Ölpumpe (3) im angehaltenen Zustand befindet; einen Motordrehzahlmesser (28) zur Messung der Drehzahl des Elektromotors (12); und eine Steuerung (5), die so ausgelegt ist, dass sie mindestens einen Vorbetrieb der elektromotorisch angetriebenen Ölpumpe (4) über einen Zeitraum ab einem Zeitpunkt, an dem eine automatische Motorstopp-Bedingung des Fahrzeugs erreicht wurde, bis zu einem Zeitpunkt, an dem ein automatischer Motorstopp-Modus beginnt, ausführt und die Steuerung ferner so ausgelegt ist, dass sie ein Hemmsignal an die automatische Motorstopp-Vorrichtung zur Verhinderung einer Umschaltung in den automatischen Motorstopp-Modus ausgibt, wenn eine Änderung der Motordrehzahl, gemessen vom Motordrehzahlmesser (28) während des Vorbetriebs, außerhalb einer festgelegten Kennlinie liegt.
Elektromotorisch angetriebene Ölpumpen-Steuervorrichtung nach Anspruch 11, wobei: die Steuerung (5) das Hemmsignal an die automatische Motorstopp-Vorrichtung ausgibt, um ein Umschalten in einen automatischen Motorstropp-Modus zu verhindern, wenn die gemessene Motordrehzahl während des Vorbetriebs im Wesentlichen dauerhaft auf einem Null-Wert unter einem festgelegten unteren Drehzahl-Grenzwert gehalten wird, oder wenn die gemessene Motordrehzahl (n) während des Vorbetriebs auf einem übermäßig hohen Wert gehalten wird, der dauerhaft über einem festgelegten oberen Drehzahlgrenzwert liegt.