DE102011076618A1

DE102011076618A1 - Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102011076618A1
Application number: DE201110076618
Authority: DE
Inventors: Tobias Zöllner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2012-11-29

Abstract

Steuerungseinrichtung (12) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Hybridsteuerungseinrichtung oder Getriebesteuerungseinrichtung eines Hybridfahrzeugs, zur Ansteuerung eines Hydrauliksystems des Kraftfahrzeugs, welches eine von einem Antriebsaggregat (1) des Kraftfahrzeugs aus über eine Getriebewelle (9) eines Getriebes (5) des Kraftfahrzeugs mechanisch antreibbare Hauptpumpe (8) und eine elektrisch antreibbare Zusatzpumpe (10) aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung (12) dann, wenn bei einer Hydraulikdruckanforderung die Drehzahl der die Hauptpumpe (8) antreibenden Getriebewelle (9) einen Grenzwert erreicht oder unterschreitet, die Zusatzpumpe (10) zur Bereitstellung der Hydraulikdruckanforderung ansteuert, und wobei die Steuerungseinrichtung (12) zur Berücksichtung des Anlaufverhaltens der Zusatzpumpe (10) den Grenzwert, bei dessen Erreichen oder Unterschreiten dieselbe die Zusatzpumpe (10) zur Bereitstellung der Hydraulikdruckanforderung ansteuert, um einen Offset erhöht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
1 zeigt stark schematisiert ein aus der Praxis bekanntes, exemplarisches Antriebsstrangschema eines als Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs, wobei ein solches Hybridfahrzeug ein Antriebsaggregat 1 umfasst, welches von einem Verbrennungsmotor 2 und einer elektrischen Maschine 3 gebildet ist. Zwischen das Antriebsaggregat 1 und einen Abtrieb 4 ist ein Getriebe 5 geschaltet. Beim Getriebe 5 handelt es sich insbesondere um ein automatisches oder automatisiertes Schaltgetriebe. Weiterhin zeigt 1, dass zwischen den Verbrennungsmotor 2 und die elektrische Maschine 3 des Antriebsaggregats 1 eine Kupplung 6 geschaltet ist, wobei bei geöffneter Kupplung 6 der Verbrennungsmotor 2 vom Abtrieb 4 abgekoppelt ist und dann still gesetzt werden kann, um das Hybridfahrzeug ausschließlich elektromotorisch über die elektrische Maschine 3 des Antriebsaggregats zu betreiben. Dann hingegen, wenn die Kupplung 6 geschlossen ist, ist der Verbrennungsmotor 2 an den Abtrieb 4 angekoppelt und das Hybridfahrzeug kann sowohl vom Verbrennungsmotor 2 als auch von der elektrischen Maschine 3 angetrieben werden. Mit der elektrischen Maschine 3 wirkt ein elektrischer Energiespeicher 7 zusammen, der im motorischen Betrieb der elektrischen Maschine 3 des Antriebsaggregats 1 stärker entladen und im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine 3 des Antriebsaggregats 1 stärker aufgeladen wird. Der Antriebsstrang der 1 verfügt weiterhin über ein Hydrauliksystem, welches eine Hauptpumpe 8 umfasst, die ausgehend vom Antriebsaggregat 1 über eine Getriebewelle 9 des Getriebes 5 mechanisch angetrieben werden kann. Dann, wenn zum Beispiel bei einer rein elektrischen Fahrt mit geringer Geschwindigkeit die Drehzahl der die Hauptpumpe 8 antreibenden Getriebewelle 9 zu gering ist, kann es sein, dass die Hauptpumpe 8 eine Hydraulikdruckanforderung nicht bereitstellen kann.
Hierzu ist es aus der Praxis bereits bekannt, dass ein Hydrauliksystem eines Kraftfahrzeugs zusätzlich zu der mechanisch angetriebenen Hauptpumpe 8 eine elektrisch angetriebene Zusatzpumpe 10 aufweist, die von einem Elektromotor 11 der Zusatzpumpe 10 aus elektrisch angetrieben wird.
Weiterhin zeigt 1 eine Steuerungseinrichtung 12, die in 1 zur Steuerung und/oder Regelung des Betriebs der elektrischen Maschine 3, des Getriebes 5 und des Elektromotors 11 der Zusatzpumpe 10 mit diesen Baugruppen im Sinne der gezeigten Doppelpfeile Daten austauscht. Bei dieser Steuerungseinrichtung 12 kann es sich bei einem Hybridfahrzeug um eine Hybridsteuerungseinrichtung oder auch um eine Getriebesteuerungseinrichtung handeln.
Aus der Praxis ist es bereits bekannt, dass die Steuerungseinrichtung 12 dann, wenn bei einer Hydraulikdruckanforderung die Drehzahl der die Hauptpumpe 8 antreibenden Getriebewelle 9 einen Grenzwert erreicht oder unterschreitet, die Zusatzpumpe 10 zur Bereitstellung der Hydraulikdruckanforderung ansteuert. Dieser Grenzwert ist dabei nach der Praxis auch von Hydraulikölleckagen der beteiligten Komponenten des Hydrauliksystems des Kraftfahrzeugs abhängig. So ist es bei aus der Praxis bekannten Steuerungseinrichtungen üblich, dass dieselben auf Grundlage eines Leckagemodells des Hydrauliksystems des Kraftfahrzeugs die Leckage des Hydrauliksystems ermitteln und abhängig hiervon den Grenzwert für die Drehzahl der die Hauptpumpe 8 antreibenden Getriebewelle 9 bestimmen, bei deren Erreichen oder Unterschreiten zur Bereitstellung der Hydraulikdruckanforderung die Zusatzpumpe 10 angesteuert wird.
Die DE 10 2009 014 593 A1 offenbart ein Hydrauliksystem eines Kraftfahrzeugs mit einer Hauptpumpe und einer Zusatzpumpe sowie Details eines Steuerungssystems zum Betreiben dieses Hydraulikdrucksystems.
Es besteht Bedarf an einer Steuerungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie an einem Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems eines Kraftfahrzeugs, mit welchem die Ansteuerung der elektrisch angetriebenen Zusatzpumpe verbessert werden kann.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs sowie ein neuartiges Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems eines Kraftfahrzeugs zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Hiernach erhöht die Steuerungseinrichtung zur Berücksichtung des Anlaufverhaltens der Zusatzpumpe den Grenzwert, bei dessen Erreichen oder Unterschreiten dieselbe die Zusatzpumpe zur Bereitstellung der Hydraulikdruckanforderung ansteuert bzw. zuschaltet bzw. einschaltet, um einen Offset.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, den Grenzwert für die Drehzahl der die Hauptpumpe antreibenden Getriebewelle, bei dessen Erreichen oder Unterschreiten die Zusatzpumpe zur Bereitstellung der Hydraulikdruckanforderung angesteuert wird, auch abhängig von einem Anlaufverhalten der Zusatzpumpe zu bestimmen. Hiermit kann die Ansteuerung der elektrisch angetriebenen Zusatzpumpe des Hydrauliksystems des Kraftfahrzeugs verbessert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems eines Kraftfahrzeugs ist in Anspruch 6 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 ein exemplarisches Schema eines Hybridfahrzeugs, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs einsetzbar ist; und
2–3 Diagramme zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs.
Die Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung sowie eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines Hydrauliksystems eines Kraftfahrzeugs wird nachfolgend unter Bezugnahme 2 und 3 beschrieben.
Die Steuerungseinrichtung 12 des in 1 exemplarisch gezeigten Kraftfahrzeugs steuert zur Bereitstellung einer Hydraulikdruckanforderung die elektrisch angetriebene Zusatzpumpe 10 bzw. den Elektromotor 11 derselben dann an bzw. schaltet dieselbe ein zu, wenn der Soll-Druck einer Hydraulikdruckanforderung nicht mehr bzw. nicht mehr alleine von der mechanisch angetriebenen Hauptpumpe 8 bereitgestellt werden kann, wenn also eine Drehzahl n9 der die Hauptpumpe 8 antreibenden Getriebewelle 9 einen Grenzwert erreicht oder unterschreitet.
Dabei erhöht die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung 12 zur Berücksichtigung des Anlaufverhaltens der Zusatzpumpe 10 den Grenzwert, bei dessen Erreichen oder Unterschreiten dieselbe die Zusatzpumpe 10 zur Bereitstellung der Hydraulikdruckanforderung ansteuert bzw. zuschaltet bzw. einschaltet, um einen Offset OF.
Nach einer ersten Variante der Erfindung ist dieser Offset OF konstant, also unabhängig von weiteren Betriebsbedingungen des Hydrauliksystems.
Bevorzugt ist jedoch eine Variante der Erfindung, in welcher der Offset OF, um welchen der Grenzwert für die Drehzahl n9 der die Hauptpumpe 8 antreibenden Getriebewelle erhöht wird, variabel ist.
So zeigt 2 eine Variante der Erfindung, in welcher der Offset OF vom zeitlichen Gradienten dn9/dt der Drehzahl n9 der die Hauptpumpe 8 antreibende Getriebewelle 9 abhängig ist, nämlich derart, dass der Offset OF um so größer ist, je größer der zeitliche Gradient der Drehzahl der die Hauptpumpe 8 antreibende Getriebewelle 9 ist. Bei einem kleinen, zeitlichen Gradienten dn9/dt der Drehzahl n9 ist demnach der Offset OF relativ gering, wohingegen bei einem relativ hohen, zeitlichen Gradienten dn9/dt der Offset OF relativ groß ist.
In der Ausführung der 9 ist der Offset OF abhängig von einer Abweichung Δp zwischen einem Soll-Druck der Hydraulikdruckanforderung und einem Ist-Druck der Hydraulikdruckanforderung, nämlich derart, dass der Offset OF umso größer ist, je größer die Abweichung Δp ist. Ist demnach die Abweichung Δp zwischen dem Soll-Druck der Hydraulikdruckanforderung und dem Ist-Druck derselben gering, so kann auch ein geringer Offset OF verwendet werden. Ist hingegen die Abweichung Δp zwischen dem Soll-Druck der Hydraulikdruckanforderung und dem Ist-Druck derselben relativ groß, so wird ein hoher Offset verwendet.
Mit der hier vorliegenden Erfindung, nämlich der erfindungsgemäßen Steuerungseinrichtung 12 und dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben des Hydrauliksystems eines Kraftfahrzeugs, insbesondere des Hydrauliksystems eines automatischen bzw. automatisierten Getriebes des Kraftfahrzeugs, wird demnach bei der Einschaltbedingung der elektrisch angetriebenen Zusatzpumpe 10 das Anlaufverhalten derselben berücksichtigt. Abhängig vom Anlaufverhalten der elektrischen Zusatzpumpe 10 wird demnach ein Offset OF für den Grenzwert der Drehzahl der die Hauptpumpe 8 antreibenden Getriebewelle 9 bestimmt, bei dessen Erreichen oder Unterschreiten die Zusatzpumpe 10 zur Bereitstellung der Hydraulikdruckanforderung von der Steuerungseinrichtung 12 angesteuert bzw. zuschaltet bzw. einschaltet wird. Dieser Offset OF ist vorzugsweise variabel, wobei der Offset OF umso größer ist je größer der zeitliche Gradient der Drehzahl n9 der die Hauptpumpe 8 antreibenden Getriebewelle 9 und/oder je größer die Abweichung Δp zwischen dem Soll-Druck und dem Ist-Druck der Hydraulikdruckanforderung ist.
Dann, wenn der Offsetwert OF variabel abhängig von einem dieser Parameter oder abhängig von beiden dieser Parameter bestimmt wird, kann das Einschaltverhalten der elektrischen Zusatzpumpe 10 besonders vorteilhaft verbessert werden.
Bezugszeichenliste

1: Antriebsaggregat
2: Verbrennungsmotor
3: elektrische Maschine
4: Abtrieb
5: Getriebe
6: Kupplung
7: elektrischer Energiespeicher
8: Hauptpumpe
9: Getriebewelle
10: Zusatzpumpe
11: elektrische Maschine
12: Steuerungseinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009014593 A1 [0006]

Claims

Steuerungseinrichtung (12) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Hybridsteuerungseinrichtung oder Getriebesteuerungseinrichtung eines Hybridfahrzeugs, zur Ansteuerung eines Hydrauliksystems des Kraftfahrzeugs, welches eine von einem Antriebsaggregat (1) des Kraftfahrzeugs aus über eine Getriebewelle (9) eines Getriebes (5) des Kraftfahrzeugs mechanisch antreibbare Hauptpumpe (8) und eine elektrisch antreibbare Zusatzpumpe (10) aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung (12) dann, wenn bei einer Hydraulikdruckanforderung die Drehzahl der die Hauptpumpe (8) antreibenden Getriebewelle (9) einen Grenzwert erreicht oder unterschreitet, die Zusatzpumpe (10) zur Bereitstellung der Hydraulikdruckanforderung ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (12) zur Berücksichtung des Anlaufverhaltens der Zusatzpumpe (10) den Grenzwert, bei dessen Erreichen oder Unterschreiten dieselbe die Zusatzpumpe (10) zur Bereitstellung der Hydraulikdruckanforderung ansteuert, um einen Offset erhöht.
Steuerungseinrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset konstant ist.
Steuerungseinrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset variabel ist.
Steuerungseinrichtung (12) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset vom zeitlichen Gradienten der Drehzahl der die Hauptpumpe (8) antreibenden Getriebewelle (9) derart abhängt, dass der Offset um so größer ist, je größer der zeitliche Gradient ist.
Steuerungseinrichtung (12) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset von einer Abweichung zwischen einem Soll-Druck der Hydraulikdruckanforderung und einem Ist-Druck der Hydraulikdruckanforderung derart abhängt, dass der Offset um so größer ist, je größer die Abweichung ist.
Verfahren zum Betreiben eines Hydrauliksystems eines Kraftfahrzeugs, welches eine von einem Antriebsaggregat (1) des Kraftfahrzeugs aus über eine Getriebewelle (9) eines Getriebes (5) des Kraftfahrzeugs mechanisch antreibbare Hauptpumpe (8) und eine elektrisch antreibbare Zusatzpumpe (10) aufweist, wobei dann, wenn bei einer Hydraulikdruckanforderung die Drehzahl der die Hauptpumpe (8) antreibenden Getriebewelle (9) einen Grenzwert erreicht oder unterschreitet, die Zusatzpumpe (10) zur Bereitstellung der Hydraulikdruckanforderung angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berücksichtung des Anlaufverhaltens der Zusatzpumpe (10) der Grenzwert, bei dessen Erreichen oder Unterschreiten dieselbe die Zusatzpumpe (10) zur Bereitstellung der Hydraulikdruckanforderung ansteuert, um einen Offset erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein konstanter Offset verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein variabler Offset verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset abhängig vom zeitlichen Gradienten der Drehzahl der die Hauptpumpe (8) antreibenden Getriebewelle (9) derart bestimmt wird, dass der Offset um so größer ist, je größer der zeitliche Gradient ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Offset abhängig von einer Abweichung zwischen einem Soll-Druck der Hydraulikdruckanforderung und einem Ist-Druck der Hydraulikdruckanforderung derart bestimmt wird, dass der Offset um so größer ist, je größer die Abweichung ist.