DE102014117825A1

DE102014117825A1 - Verfahren zur Antriebssteuerung und System für eine elektrische Ölpumpe

Info

Publication number: DE102014117825A1
Application number: DE102014117825.4A
Authority: DE
Inventors: Hak Sung Lee; June Ho LEE; Young Chul Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2016-01-07
Also published as: CN105270391A; KR20160007860A; JP2016017631A; KR101601448B1; US20160003346A1

Abstract

Eine Antriebssteuerung für eine elektrische Ölpumpe (10), kann die elektrische Ölpumpe (10) aufweisen bereitstellend einen Betriebshydraulikdrucks an ein Getriebe, einen Datendetektor, der Daten detektiert, und eine Steuervorrichtung (300), die einen Betriebsmodus der elektrischen Ölpumpe (10) setzt basierend auf Daten, die von dem Datendetektor detektiert werden, die eine Grund-Ölmenge setzt basierend auf der Ölmenge für einen Hochdruckbereich und der Ölmenge für einen Niederdruckbereich gemäß dem gesetzten Betriebsmodus, und die Betriebshydraulikdruck auf die elektrische Ölpumpe (10) anwendet basierend auf einer End-Ölmenge mittels Kompensierens der Grund-Ölmenge, wobei der Betriebshydraulikdruck mittels der elektrischen Ölpumpe (10) an das Getriebe bereitgestellt wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich, im Allgemeinen, auf ein Verfahren zur Antriebssteuerung und ein System für eine elektrische Ölpumpe, und, im Speziellen, auf ein Verfahren zur Antriebssteuerung und ein System für eine elektrische Ölpumpe, die die Effizienz eines Getriebes und die Kraftstoffeffizienz von Hybrid-Elektrofahrzeugen verbessern können, indem Pumpen bereitgestellt werden zum separaten Zuführen von Öl zu einem Hochdruckbereich und einem Niederdruckbereich unterteilt entsprechend Fahr-Zuständen eines Fahrzeuges, in einem unabhängig betriebenen EOP-System.
Beschreibung bezogener Technik
Im Allgemeinen, beziehen sich Hybrid-Elektrofahrzeuge auf Fahrzeuge, die mit einer Leistungsquelle ausgerüstet sind zusammengesetzt aus einem Verbrennungsmotor und einem Elektro-Antriebsmotor, der mittels einer Energie angetrieben ist, die von einer Batterie zugeführt wird, und die die Kraftstoffeffizienz verbessern können mittels geeigneten Applizierens der Leistungsquelle an den Vorderrädern verwendend die Leistung des Elektro-Motors angetrieben von der Spannung der Batterie, als Hilfsleistung, wenn sie gestartet in Bewegung gesetzt oder beschleunigt werden.
Hybrid-Elektrofahrzeuge mit einem Automatikgetriebe müssen auf den Halt des Motors vorbereitet werden noch während sie fahren, beispielsweise bei Stop-and-go-Verkehr, und zu diesem Zweck ist, anders als bei einer existierenden mechanischen Ölpumpe, zusätzlich eine elektrische Ölpumpe zum Bereitstellen von Öl an das Automatikgetriebe parallel zu der mechanischen Ölpumpe montiert.
Jedoch, vor kurzem, wurde ein System, das Öl an ein Automatikgetriebe bereitstellt, nur eine elektrische Ölpumpe (electrical oil pump – EOP) verwendend, ohne eine mechanische Ölpumpe (mechanical oil pump – MOP), um die Effizienz eines Getriebes zu erhöhen und die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeuges zu verbessern, entwickelt und verwendet, und die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Antriebssteuerung und ein System für eine elektrische Ölpumpe, das an einem Hybrid-Elektrofahrzeug mit nur einer elektrischen Ölpumpe (EOP) montiert ist.
1 ist ein schematisches Diagramm eines Systems zum Bereitstellen von Öl an ein Automatikgetriebe in Hybridelektrofahrzeugen der bezogenen Technik, darstellend den Pfad von Getriebeflüssigkeit (auto transmission fluid – ATF) verwendet für ein Getriebe und eine Kupplung und einen Pfad zum Bereitstellen von Öl aus einem Öltank 51 (auch bezeichnet als Ölwanne 51) zu einem Ventilkörper 53 durch eine Hydraulikleitung 52 mittels Betreibens einer elektrischen Ölpumpe 71 und einer mechanischen Ölpumpe 75.
Zum Vergleich, im Allgemeinen, wird Hydraulikdruck an die Hydraulikleitung 52 bereitgestellt mittels der elektrischen Ölpumpe 71 in einem sogenannten EV-Modus (Elektrofahrzeug-Modus), während Hydraulikdruck an die Hydraulikleitung 52 bereitgestellt wird mittels der mechanischen Ölpumpe 75 und der elektrischen Ölpumpe 71 zusammen in einem HEV-Modus (Hybridelektrofahrzeug-Modus) (Verbrennungsmotor im Betrieb und Verbrennungsmotorkupplung verbunden).
2 ist eine schematische Ansicht darstellnd eine Bereitstellung von Öl an einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich mit einer einzigen Pumpe in einem unabhängig betriebenen EOP-System, das in der Entwicklung ist. Wie in der Figur gezeigt ist, ist es möglich zu finden, dass Öl in den Niederdruckbereich und den Hochdruckbereich gepumpt wird mittels einer einzigen Pumpe, falls Öl bereitgestellt wird an einen Ventilkörper bei einer unabhängig betriebenen EOP.
Entsprechend ist es notwendig sich auseinanderzusetzen mit der Optimierung des Betriebs einer EOP, zum Erhöhen der Effizienz eines Getriebes und Verbessern der Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeuges, falls eine EOP unabhängig betrieben wird, um im Speziellen, wurde es untersucht, die Leistung zu minimieren mittels unabhängigen Bereitstellens zweier Pumpen für einen Niederdruckbereich und einen Hochdruckbereich und Bereitstellens optimalen Hydraulikdrucks und optimaler Ölmenge.
Daher sind verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung darauf gerichtet ein Verfahren zur Antriebssteuerung und ein System für eine elektrische Ölpumpe bereitzustellen, die die Effizienz eines Getriebes verbessern mittels Bereitstellens von Öl an einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich mit zwei Pumpen in einem unabhängig betriebenen EOP-System.
In der bezogenen Technik wurden “Method of controlling an electric oil pump of a hydraulic car“ (nachfolgend: „Verfahren zum Steuern einer elektrischen Pumpe eines Hydraulikautos“) und „Hydraulic control system for vehicle automatic transmission“ (nachfolgend: “Hydraulisches Steuersystem für Fahrzeug-Automatikgetriebe“) vorgeschlagen.
Bezüglich des “Verfahrens zum Steuern einer elektrischen Pumpe eines Hydraulikautos” wird eine elektrische Ölpumpe betrieben, wenn Hydraulikdruck von einem Automatik-Getriebe niedriger oder wahrscheinlich niedriger ist als notwendiger Hydraulikdruck, so dass der Energieverbrauch mittels oder durch die elektrische Ölpumpe optimiert werden kann und Kraftstoffeffizienz verbessert werden kann; jedoch gibt es keine Beschreibung bezüglich des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung, bei dem die bereitgestellte Ölmenge gesteuert wird, mit zwei Ölpumpen für einen Hochdruckbereich bzw. einen Niederdruckbereich, und der Effekt in dem herkömmlichen Verfahren ist erheblich geringer als der in der vorliegenden Erfindung. Ferner, bezüglich des “hydraulischen Steuersystems für Fahrzeug-Automatikgetriebe“, ist es ähnlich zu der vorliegenden Erfindung, dass die notwendige Menge an Öl ermittelt wird und ein Monitor gesteuert wird basierend auf der Menge; jedoch gibt es auch dabei keine Beschreibung des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung, der die bereitgestellte Ölmenge steuert mit zwei Ölpumpen für einen Hochdruckbereich bzw. einen Niederdruckbereich, und die angesprochenen Probleme in der bezogenen Technik sind unterschiedlich von denen der vorliegenden Erfindung.
Die in dem Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung dargelegten Informationen dienen lediglich zum Erleichtern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder irgendeine Form von Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen den Stand der Technik darstellen, der einem Fachmann bereits bekannt ist.
Erläuterung der Erfindung
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf das Bereitstellen eines Verfahrens zur Antriebssteuerung und eines Systems für eine elektrische Ölpumpe, die die Effizienz des Getriebes und die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeuges (z.B. Kraftfahrzeugs) erhöhen, verwendend zwei Pumpen, die unabhängig voneinander Öl an einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich bereitstellen können, mittels Verbesserns eines Systems für gleichzeitiges Bereitstellen von Öl an einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich mit einer einzigen Pumpe von einem unabhängig betriebenen EOP-System, das in Entwicklung ist, um Öl optimal bereitzustellen entsprechend Fahr-Zuständen eines Fahrzeuges mittels eines unabhängig betriebenen EOP-Systems für Hybrid-Elektrofahrzeuge.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Antriebssteuerung für eine elektrische Ölpumpe.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Antriebssteuersystem für eine elektrische Ölpumpe bereitgestellt, aufweisend: eine elektrische Ölpumpe, die Betriebshydraulikdruck an ein Getriebe zuführt, einen Datendetektor zum Detektieren von Daten, und eine Steuervorrichtung, zum Setzen (Bestimmen) eines Betriebsmodus der elektrischen Ölpumpe basierend auf den Daten, die mittels des Datendetektors detektiert werden, Setzen (Bestimmen) einer Grund-Ölmenge basierend auf einer Ölmenge für einen Hochdruckbereich und einer Ölmenge für einen Niederdruckbereich entsprechend dem gesetzten Betriebsmodus, und Anwenden von Betriebshydraulikdruck auf die elektrische Ölpumpe basierend auf einer End-Ölmenge mittels Kompensierens der Grund-Ölmenge, wobei der Betriebshydraulikdruck an das Getriebe bereitgestellt wird nur mittels der elektrischen Ölpumpe.
Eine Ölmenge für den Hochdruckbereich gemäß einem gesetztem Betriebsmodus und einer gesetzten Ölmenge für den Niederdruckbereich entsprechend einem gesetzten Betriebsmodus kann Betriebshydraulikdruck an das Getriebe bereitstellen mittels einer ersten Pumpe und/bzw. einer zweiten Pumpe. Beispielsweise weist das System eine erste Pumpe auf, um eine Ölmenge für den Hochdruckbereich gemäß einem eingestellten Betriebsmodus als Betriebshydraulikdruck an das Getriebe bereitzustellen, und eine zweite Pumpe auf, um eine Ölmenge für den Niederdruckbereich gemäß einem eingestellten Betriebsmodus als Betriebshydraulikdruck an das Getriebe bereitzustellen.
Die elektrische Ölpumpe kann Betriebshydraulikdruck an das Getriebe entsprechend einer Geschwindigkeitsvorgabe bereitstellen und die Geschwindigkeitsvorgabe kann berechnet sein bzw. werden basierend auf Soll-Hydraulikdruck, Öltemperatur und der End-Ölmenge. Beispielsweise ist die elektrische Ölpumpe eingerichtet, zu einem Bereitstellen von Betriebshydraulikdruck an das Getriebe entsprechend einer Geschwindigkeitsvorgabe. Die Geschwindigkeitsvorgabe ist ermittelt basierend auf einem Soll-Hydraulikdruck, einer Öltemperatur und einer End-Ölmenge.
Der Betriebsmodus kann aufweisen einen ersten Steuermodus, der für eine Stopp-Bedingung (beispielsweise eine Halt-Bedingung oder Anhalte-Bedingung) gesetzt ist, und einen zweiten Steuermodus, der für eine Fahr-Bedingung (beispielsweise eine Bedingung während der Fahrt des Fahrzeuges) gesetzt ist.
Der Betriebsmodus kann ferner einen dritten Steuermodus aufweisen, der für eine Start-Bedingung (beispielsweise eine Anfahrt-Bedingung) gesetzt ist, und der dritte Steuermodus kann für eine vorgegebene Zeit ausgeführt/beibehalten sein bzw. werden.
Die Steuervorrichtung kann die Ölmenge für den Hochdruckbereich und die Ölmenge für den Niederdruckbereich berechnen von einer Grund-Ölmenge-Karte aus einer Beziehung zwischen Öltemperatur und Soll-Hydraulikdruck, die entsprechend einem gesetzten Betriebsmodus gespeichert sind. Beispielsweise ist das Steuervorrichtung eingerichtet zu einem Ermitteln der Ölmenge für den Hochdruckbereich und der Ölmenge für den Niederdruckbereich von einer Grund-Ölmenge-Karte. Die Grund-Ölmenge-Karte ist entsprechend zu einem eingestellten Betriebsmodus gespeichert. Die Ölmenge für den Hochdruckbereich und die Ölmenge für den Niederdruckbereich können aus einer Beziehung zwischen Öltemperatur und Soll-Hydraulikdruck ermittelt werden.
Die Steuervorrichtung kann die Ölmenge für den Hochdruckbereich und die Ölmenge für den Niederdruckbereich miteinander vergleichen und anschließend die größere Ölmenge als die Grund-Ölmenge einstellen, und die End-Ölmenge berechnen mittels Hinzufügen einer Kompensation-Ölmenge für Leckverlust zu der Grund-Ölmenge. Beispielsweise ist die Steuervorrichtung eingerichtet zu einem Vergleichen der Ölmenge für den Hochdruckbereich mit der Ölmenge für den Niederdruckbereich und einem anschließenden Einstellen/Setzen der größeren Ölmenge der beiden verglichenen Ölmengen als die Grund-Ölmenge.
Die Steuervorrichtung kann die Ölmenge für den Niederdruckbereich berechnen für jeden Betriebsmodus basierend auf einer Ölmenge zum Kühlen und Schmieren des Getriebes. Beispielsweise ist die Steuervorrichtung eingerichtet für ein Ermitteln der Ölmenge für den Niederdruckbereich für jeden Betriebsmodus basierend auf der Ölmenge zum Kühlen und Schmieren des Getriebes.
Die Ölmenge für den Hochdruckbereich in dem ersten Steuermodus kann minimalen Hydraulikdruck erzeugen, wenn ein Fahrzeug anhält (beispielsweise das Fahrzeug mit der Motorsteuerung), die Ölmenge für den Hochdruckbereich in dem zweiten Steuermodus kann Hydraulikdruck erzeugen, der Drehmomentübertragung ermöglicht, wenn ein Fahrzeug fährt(beispielsweise das Fahrzeug mit der Motorsteuerung), und die Ölmenge für den Hochdruckbereich in dem dritten Steuermodus kann eingestellt/gesetzt sein um Hydraulikrückmeldung des Getriebes zu gewährleisten. Beispielsweise erzeugt die Ölmenge für den Hochdruckbereich im ersten Steuermodus einen minimalen Hydraulikdruck, wenn das Fahrzeug mit des Antriebssteuersystems stoppt, im zweiten Steuermodus einen Hydraulikdruck, der eine Drehmomentübertragung ermöglicht, wenn das Fahrzeug fährt, und im dritten Steuermodus ist die Ölmenge für den Hochdruckbereich eingestellt, um eine hydraulische Reaktion des Getriebes zu gewährleisten.
Die elektrische Ölpumpe kann in Betrieb arbeitend sein bzw. bleiben von wenn ein Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs gestartet wird bis wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird. Beispielsweise ist die elektrische Ölpumpe eingerichtet im Betrieb zu sein/zu arbeiten, wenn ein Verbrennungsmotor eines Fahrzeuges gestartet wird bis wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird. Beispielsweise ist die elektrische Ölpumpe eingerichtet im Betrieb zu sein, von dem Zeitpunkt wenn ein Verbrennungsmotor des Fahrzeuges mit dem Antriebssteuersystems gestartet wird bis zu dem Zeitpunkt wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird.
Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Antriebssteuersystem für eine elektrische Ölpumpe, implementiert in dem oben beschriebenen System.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird ein Verfahren zur Antriebssteuerung für eine elektrische Ölpumpe bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: Setzen/Einstellen eines Betriebsmodus einer elektrischen Ölpumpe basierend auf Daten, die mittels eines Datendetektors detektiert sind; Berechnen einer Grund-Ölmenge basierend auf Ölmengen für einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich entsprechend dem gesetzten/eingestellten Betriebsmodus, Berechnen einer End-Ölmenge mittels Kompensierens der Grund-Ölmenge, Berechnen einer Geschwindigkeitsvorgabe der elektrischen Ölpumpe basierend auf der End-Ölmenge, und Steuern des Betriebs der elektrischen Ölpumpe entsprechend der berechneten Geschwindigkeitsvorgabe. Beispielsweise weist das Verfahren zur Antriebssteuerung für eine elektrische Ölpumpe auf: Einstellen/Setzen eines Betriebsmodus der elektrischen Ölpumpe basierend auf den mittels eines Datendetektors detektierten Daten, Ermitteln einer Grund-Ölmenge basierend auf der Ölmenge für einen Hochdruckbereich und der Ölmenge für einen Niederdruckbereich entsprechend dem gesetzten/eingestellten Betriebsmodus, Ermitteln einer Geschwindigkeitsvorgabe der elektrischen Ölpumpe basierend auf der End-Ölmenge, und Steuern des Betriebs der elektrischen Ölpumpe entsprechend der ermittelten Geschwindigkeitsvorgabe.
Die Ölmenge für den Hochdruckbereich und die Ölmenge für den Niederdruckbereich können Betriebshydraulikdruck an ein Getriebe bereitstellen mittels separater Pumpen. Beispielsweise können die Ölmenge für den Hochdruckbereich und die Ölmenge für den Niederdruckbereich mittels separater Pumpen als Betriebshydraulikdruck an ein Getriebe bereitgestellt werden.
Die elektrische Ölpumpe kann Betriebshydraulikdruck an das Getriebe bereitstellen entsprechend einer Geschwindigkeitsvorgabe, und die Geschwindigkeitsvorgabe kann berechnet sein bzw. werden basierend auf Soll-Hydraulikdruck, Öltemperatur, und der End-Ölmenge. Beispielsweise kann die elektrische Ölpumpe Betriebshydraulikdruck an das Getriebe bereitstellen entsprechend einer Geschwindigkeitsvorgabe. Die Geschwindigkeitsvorgabe kann ermittelt sein bzw. werden basierend auf einem Soll-Hydraulikdruck, einer Öltemperatur und einer End-Ölmenge.
Der Betriebsmodus kann einen ersten Steuermodus gesetzt/eingestellt für eine Stopp-Bedingung und einen zweiten Steuermodus eingestellt/gesetzt für eine Fahr-Bedingung aufweisen.
Der Betriebsmodus kann ferner einen dritten Steuermodus eingestellt/gesetzt für eine Start-Bedingung aufweisen, und der dritte Steuermodus kann für eine vorgegebene Zeit ausgeführt/beibehalten werden.
Das Berechnen einer Grund-Ölmenge basierend auf Ölmengen für einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich in einem zweiten Betriebsmodus kann die Ölmenge für den Hochdruckbereich und die Ölmenge für den Niederdruckbereich berechnen von einer Grund-Ölmenge-Karte von einer Beziehung zwischen Öltemperatur und Soll-Hydraulikdruck gespeichert in einem eingestellten/gesetzten Betriebsmodus. Beispielsweise kann das Ermitteln der Grund-Ölmenge basierend auf der Ölmenge für den Hochdruckbereich und der Ölmenge für den Niederdruckbereich in dem eingestellten Betriebsmodus ein Ermitteln der Ölmenge für den Hochdruckbereich und der Ölmenge für den Niederdruckbereich aus einer gespeicherten Beziehung zwischen Öltemperatur und Soll-Hydraulikdruck in einer Grund-Ölmenge-Karte in einem gesetzten/eingestellten Betriebsmodus aufweisen.
Die Ölmenge für den Hochdruckbereich und die Ölmenge für den Niederdruckbereich werden verglichen und anschließend kann die größere Ölmenge als die Grundölmenge eingestellt/gesetzt werden, und die End-Ölmenge kann berechnet werden mittels Hinzufügens einer Kompensation-Ölmenge für Leckverlust zu der Grund-Ölmenge. Beispielsweise vergleicht die Steuervorrichtung die Ölmenge für den Hochdruckbereich und die Ölmenge für den Niederdruckbereich miteinander und setzt/stellt anschließend die größere Ölmenge der beiden verglichenen Ölmengen als die Grund-Ölmenge ein; und die End-Ölmenge wird ermittelt mittels Hinzufügens einer Kompensation-Ölmenge für Leckverlust zu der Grund-Ölmenge.
Die Ölmenge für den Niederdruckbereich kann für jeden Betriebsmodus eingestellt/gesetzt werden basierend auf der Ölmenge zum Kühlen und Schmieren des Getriebes.
Die Ölmenge für den Hochdruckbereich in dem ersten Steuermodus kann einen minimalen Hydraulikdruck erzeugen, wenn ein Fahrzeug anhält bzw. stoppt, die Ölmenge für den Hochdruckbereich in dem zweiten Steuermodus kann einen Hydraulikdruck erzeugen, der Drehmomentübertragung erlaubt, wenn ein Fahrzeug fährt, und die Ölmenge für den Hochdruckbereich in dem dritten Steuermodus kann eingestellt/gesetzt sein, um eine Hydraulikrückmeldung des Getriebes zu gewährleisten. Beispielsweise kann im ersten Steuermodus die Ölmenge für den Hochdruckbereich einen minimalen Hydraulikdruck erzeugen, wenn das Fahrzeug mit des Antriebssteuersystems stoppt, im zweiten Steuermodus kann die Ölmenge für den Hochdruckbereich einen Hydraulikdruck erzeugen, der eine Drehmomentübertragung ermöglicht, wenn das Fahrzeug fährt, und im dritten Steuermodus kann die Ölmenge für den Hochdruckbereich eingestellt sein, damit eine hydraulische Reaktion des Getriebes gewährleistet ist.
Gemäß dem Verfahren zur Antriebssteuerung und dem System für eine elektrische Ölpumpe werden nachfolgende unterschiedliche Effekte erreicht.
Erstens, es ist möglich die Effizienz eines Getriebes zu erhöhen mittels Optimierens des Betriebs einer Ölpumpe für das Getriebe.
Zweitens, es ist möglich die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeuges zu erhöhen mittels Erhöhens der Effizienz eines Getriebes.
Drittens, da separate Pumpen zum Bereitstellen/Zuführen von Öl an einen Hochdruckbereich und an einen zweiten Druckbereich (Niederdruckbereich) vorgesehen sind in einem unabhängig angetriebenen/betriebenen EOP-System, kann Öl effektiv bereitgestellt werden entsprechend Fahrbedingungen eines Fahrzeuges.
Viertens, da die erste Pumpe zum Bereitstellen/Zuführen von Öl an den Hochdruckbereich und die zweite Pumpe zum Bereitstellen/Zuführen von Öl in den Niederdruckbereich auf der selben Achse/Welle angeordnet sind, können sie in einem vorhandenen Raum bzw. Platz montiert werden, und die Einheit/Unterbringung ist optimiert.
Fünftens, da eine dreidimensionale Karte enthaltend Soll-Hydraulikdruck, Öltemperatur, einer End-Ölmenge und eine Geschwindigkeitsvorgabe der elektrischen Ölpumpe verwendet wird, ist es möglich präzise und stabil eine benötigte Menge von Betriebshydraulikdruck an ein Getriebe bereitzustellen.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, die ersichtlich werden von oder ausführlicher fortgeführt werden in den beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird, und der folgenden ausführlichen Beschreibung, die zusammen zur Erläuterung bestimmter Prinzipien der vorliegenden Erfindung dienen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm zeigend eine Anordnung zum Bereitstellen von Öl an ein Automatikgetriebe in einem Hybrid-Elektrofahrzeug der bezogenen Technik.
2 ist ein schematisches Diagramm zeigend eine Anordnung zum Bereitstellen von Öl an einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich mit einer Pumpe der bezogenen Technik.
3 ist ein Diagramm zeigend die gesamte Anordnung eines Antriebssteuersystems für eine elektrische Ölpumpe der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Flussdiagramm veranschaulichend ein Verfahren zur Antriebssteuerung einer elektrischen Ölpumpe der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein schematisches Diagramm veranschaulichend das Verfahren zur Antriebssteuerung einer elektrischen Ölpumpe der vorliegenden Erfindung.
6 und 7 sind Diagramme zeigend die Betriebsmodi einer elektrischen Ölpumpe entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Es versteht sich, dass die angehängten Figuren nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind und eine vereinfachte Darstellung von verschiedenen Merkmalen der grundlegenden Prinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die gezeigten spezifischen Merkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, einschließlich beispielsweise besondere Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, sind zum Teil bestimmt durch die jeweilige beabsichtigte Anwendung und Verwendungsumgebung.
In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Ausführliche Beschreibung
Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüchen definiert, enthalten sein können.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens zur Antriebssteuerung und des Systems für eine elektrische Ölpumpe der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben.
3 ist ein Diagramm zeigend die gesamte Anordnung eines Antriebssteuersystems für eine elektrische Ölpumpe entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und das System weist im Wesentlichen eine elektrische Ölpumpe 10, einen Datendetektor 400, und eine Steuervorrichtung 300 auf.
Es unterscheidet sich von einem unabhängig betriebenen EOP-System (elektrische Ölpumpe-System), das derzeit in Entwicklung ist, dadurch dass Pumpen zum Bereitstellen von Öl an einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich separat bereitgestellt sind.
Mit anderen Worten, wie unten ausführlicher beschrieben wird, ist eine erste Pumpe 100 bereitgestellt für den Hochdruckbereich, die einen minimalen Hydraulikdruck erzeugt, wenn ein Fahrzeug angehalten wird, und ist eine zweite Pumpe 200 bereitgestellt für den Niederdruckbereich, der zum Schmieren und Kühlen dient, so dass optimaler Hydraulikdruck und optimale Ölmenge bereitgestellt werden, wodurch ein Leistungsverlust minimiert wird.
Der Steuerprozess der vorliegenden Erfindung kann durchgeführt werden, wie im normalen Fall, mittels einer Getriebesteuereinheit (transmission control unit – TCU) und einer elektrischen Ölpumpeneinheit (oil pump unit OPU), wobei die Getriebesteuereinheit die optimale Ölmenge zuführt berechnet entsprechend den Fahr-Zuständen eines Fahrzeugs und dann ein entsprechendes Signal zu der Ölpumpensteuervorrichtung sendet, und die Ölpumpensteuervorrichtung führt die berechnete optimale Menge an Öl zu mittels Steuerns der Zahl an Umdrehungen einer Pumpe entsprechend den Fahr-Zuständen.
Wie herkömmlich gut bekannt ist, ist ein Getriebe eine Vorrichtung zum Schalten mittels Wechselns der Übersetzungen von Eingangswelle zum Ausgangsende. Ferner vollziehen Getriebe das Schalten mittels Betreibens einer Vielzahl von Reibungselementen einschließlich wenigstens einer oder mehreren Bremse(n) und wenigstens einer oder mehreren Kupplung(en). Diese Reibungselemente werden gekoppelt oder entkoppelt mittels Betriebshydraulikdrucks, der an das Getriebe zugeführt/bereitgestellt wird.
Eine elektrische Ölpumpe stellt Betriebshydraulikdruck an eine Verbrennungsmotorkupplung und ein Getriebe bereit mittels Pumpens von Öl und bleibt im Betrieb(arbeitet) von (dem Zeitpunkt) wenn der Verbrennungsmotor eines Hybrid-Elektrofahrzeuges gestartet wird bis zu (dem Zeitpunkt) wenn dieser gestoppt wird. D.h., eine mechanische Ölpumpe ist nicht vorgesehen und eine elektrische Ölpumpe ist konstant im Betrieb.
Wie in 3 gezeigt ist, detektiert der Datendetektor 400 Daten zum Steuern der elektrischen Ölpumpe 10, und die Daten, die mittels des Datendetektors 400 detektiert sind, werden an die Steuervorrichtung 300 gesendet.
Die Steuervorrichtung 300 stellt einen Betriebsmodus ein basierend auf den Daten, die mittels des Datendetektors 400 detektiert werden, und Öl wird optimal an ein Getriebe zugeführt/bereitgestellt entsprechend dem Betriebsmodus mittels der ersten Pumpe 100 und der zweite Pumpe 200.
Der Datendetektor 400 kann aufweisen einen Gaspedal-Positionssensor 410, einen Bremspedal-Positionssensor 420, einen Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 430, einen Schaltgang-Sensor 440, und einen Öltemperatur-Sensor 450.
Der Gaspedal-Positionssensor 410 ermittelt die Information über ein Gaspedal, das von einem Fahrer herunter gedrückt wird. D.h., der Gaspedal-Positionssensor 410 misst Daten über die Beschleunigungsabsicht eines Fahrers.
Der Bremspedal-Positionssensor 420 detektiert, ob ein Bremspedal heruntergedrückt ist oder nicht. D.h., der Bremspedal-Positionssensor 420 detektiert die Absicht des Beschleunigens/Abbremsens eines Fahrers in Verbindung mit dem Gaspedal-Positionssensor 410.
Der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 430 ist an einem Fahrzeug montiert und misst die Geschwindigkeit des Fahrzeuges. In seltenen Umständen kann es möglich sein, die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf einem GPS-Signal von einem GPS (Globales Positionssystem) zu berechnen.
Andererseits, basierend auf einem Signal von dem Gaspedal-Sensor 410 und einem Signal von dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 430, ist es möglich einen Soll-Schaltgang verwendend einen Schaltplan zu berechnen, und das Schalten zu dem Soll-Schaltgang wird gesteuert. D.h., in einem Automatikgetriebe mit einer Mehrzahl von Planetengetriebesätzen und einer Vielzahl von Reibungselementen, wird das Bereitstellen von Hydraulikdruck an die Reibungselemente oder das Entfernen von Hydraulikdruck von den Reibungselementen gesteuert. Ferner wird in einem Doppelkupplungsgetriebe ein Strom, der zu einer Mehrzahl von Synchronisatoren und einem Aktuatoren bereitgestellt ist, gesteuert.
Der Schaltgang-Sensor 440 detektiert den derzeit eingelegten Schaltgang. Der Öltemperatur-Sensor 450 detektiert die Temperatur des Getriebeöls.
Die Steuervorrichtung 300 kann eine Getriebesteuereinheit (TCU) und eine elektrische Ölpumpeneinheit (OPU) aufweisen. Das Antriebssteuerungssystem für eine elektrische Ölpumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann mittels der Getriebesteuereinheit und der elektrischen Ölpumpeneinheit realisiert sein bzw. werden.
Die Getriebesteuereinheit ist eine Vorrichtung zum Steuern von Drehmoment eines Getriebes und des Betriebs einer Vielzahl von Reibungselementen. Die Getriebesteuereinheit kann Betriebsmodi für die erste Pumpe 100 und die zweite Pumpe 200 der elektrischen Ölpumpe 10 einstellen/setzen basierend auf den Daten, die mittels des Datendetektors 400 detektiert werden und kann Geschwindigkeitsvorgaben/Drehzahlvorgaben berechnen und an die elektrische Ölpumpeneinheit übermitteln entsprechend den eingestellten/gesetzten Betriebsmodi.
Zu diesem Zweck kann die Getriebesteuereinheit mittels eines oder mehreren Prozessors/en entsprechend vorgegebenen Programmen realisiert werden bzw. sein und können die Programme geschrieben sein, um die Schritte eines Antriebssteuersystems für eine elektrische Ölpumpe entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Die elektrische Ölpumpeneinheit ist verbunden mit der elektrischen Ölpumpe 10 und steuert den Betrieb der elektrischen Ölpumpe 10 entsprechend den Geschwindigkeitsvorgaben/Drehzahlvorgaben.
Einige Prozesse eines Antriebssteuersystems für eine elektrische Ölpumpe entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es unten beschrieben wird, kann realisiert werden mittels der Getriebesteuereinheit, und die anderen Prozesse können realisiert werden mittels der elektrischen Ölpumpeneinheit.
Folglich kann das Antriebssteuersystem für eine elektrische Ölpumpe entsprechend einer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden mit einer Getriebesteuereinheit und einer elektrischen Ölpumpeneinheit als eine einzige Steuervorrichtung 300, so dass die Getriebesteuereinheit und die elektrischen Ölpumpeneinheit hiermit als eine Steuervorrichtung 300 bezeichnet werden.
4 ist eine Flussdiagramm illustrierend ein Verfahren zur Antriebssteuerung einer elektrischen Ölpumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 5 ist ein Flussdiagramm schematisch illustrierend das Verfahren.
Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, findet ein Verfahren zur Antriebssteuerung einer elektrischen Ölpumpe der vorliegenden Erfindung Fahr-Zustände heraus, um ein Fahrzeug in jedem Modus zu steuern, mittels Detektierens von Daten (S10).
Die Betriebsmodi der elektrischen Ölpumpe 10 werden eingestellt basierend auf den Daten, die optimale Ölzufuhr wird eingeteilt oder unterteilt für Betriebsmodi entsprechend den Fahr(zeug)zuständen, das heißt, einen Start-Modus (Modus 1), einen Stopp-Modus (Modus 2) und einen Fahr-Zustand (Modus 3) in dem Prozess des Steuern der Ölpumpe entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und Öl wird optimal zugeführt/bereitgestellt für jeden der Fahrzustände, verwendend Kartendaten wie unten ausführlicher beschrieben wird, in den Modi.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Effizienz eines Getriebes und die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeuges zu erhöhen mittels optimalen Bereitstellens von Öl für jeden der Modi entsprechend den Fahr-Zuständen eines Fahrzeuges, in einem unabhängig betriebenen EOP-System, aber wie jedoch in 2 gezeigt ist, wird Öl sowohl an den Hochdruckbereich als auch den Niederdruckbereich mittels einer einzigen Pumpe bereitgestellt, so dass es immer noch ein Problem zu verbessern gibt, um die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein weiteres Verfahren zur Antriebssteuerung für eine elektrische Ölpumpe bereit, das die Effizienz eines Getriebes und die Kraftstoffeffizienz erhöhen kann mittels separaten Bereitstellens von Öl an einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich verwendend zwei Pumpen.
Das heißt, wie in 3 gezeigt ist, Betriebshydraulikdruck wird bereitgestellt an ein Getriebe mittels Bereitstellens von Öl verwendend die erste Pumpe 100 für den Hochdruckbereich und die zweite Pumpe 200 für den Niederdruckbereich, entsprechend den Betriebsmodi.
Die Ölmenge Q1 für den Hochdruckbereich und die Ölmenge Q2 für den Niederdruckbereich werden bereitgestellt an das Getriebe mittels der ersten Pumpe 100 bzw. der zweiten Pumpe 200, in denen vorgegebenen Betriebsmodi.
Bezugnehmend auf die 4 und 6 wiederum, umfassen die Betriebsmodi einen ersten Steuermodus (Modus 1) und einen zweiten Steuermodus (Modus 2).
Der erste Steuermodus ist ein Modus zum Betreiben der elektrischen Ölpumpe 10 bei einem anhaltenden und/oder gestoppten Hybrid-Elektrofahrzeug. In dem ersten Steuermodus ist die Ölmenge Q1 für den Hochdruckbereich die minimale Ölmenge zum Minimieren des Energieverbrauchs und ist die Ölmenge Q2 für den Niederdruckbereich die Ölmenge basierend auf der Ölmenge zum Kühlen und Schmieren des Getriebes.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind bzw. werden die Ölmenge Q1 für den Hochdruckbereich und die Ölmenge Q2 für den Niederdruckbereich berechnet und anschließend ist bzw. wird die größere Ölmenge eingestellt als eine Grund-Ölmenge Q3 für die Steuermodi.
Der erste Steuermodus ist ein Modus zum Betreiben der elektrischen Ölpumpe 10 bei einem gestoppten bzw. anhaltenden Hybrid-Elektrofahrzeuge. Die Ölmenge Q1 für den Hochdruckbereich stellt minimalen Hydraulikdruck zum Minimieren des Energieverbrauches in dem ersten Steuermodus bereit, die Steuervorrichtung 300 betreibt die elektrische Ölpumpe 10 unter dem ersten Steuermodus, und beispielsweise wie in 6 gezeigt ist, kann die Stopp-Bedingung als ausreichend angenommen werden, wenn die Bremse in einem An-Zustand und die Fahrzeuggeschwindigkeit Null ist oder wenn ein Parken-Gang (P-Gang) oder ein Neutral-Gang (N-Gang) eingelegt ist.
Der zweite Steuermodus ist ein Modus zum Betreiben der elektrischen Ölpumpe 10 mit einem fahrenden Hybrid-Elektrofahrzeug.
Offensichtlich werden bzw. sind auch in dem zweiten Steuermodus die Ölmenge Q1 für den Hochdruckbereich und die Ölmenge Q2 für den Niederdruckbereich berechnet, und anschließend wird die größere Ölmenge als Grund-Ölmenge Q3 für den zweiten Steuermodus eingestellt/gesetzt.
Ähnlich wird bzw. ist die Ölmenge Q2 für den Niederdruckbereich berechnet basierend auf der Ölmenge zum Kühlen und Schmieren des Getriebes.
Die Steuervorrichtung 300 betreibt die elektrische Ölpumpe 10 unter dem zweiten Steuermodus, wenn der Motor gestartet ist und/oder das Fahrzeug fährt, und zum Beispiel kann der Fahr-Zustand als ausreichend erfüllt angenommen werden, wenn die Bremse in einem Aus-Zustand ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als Null ist und der Vorwärts-Gang (D-Gang) oder der Rückwärtsgang (R-Gang) eingelegt ist.
Wie in 7 gezeigt ist, können die Betriebsmodi ferner einen dritten Steuermodus (Modus 3) aufweisen.
Entsprechend kann in dem dritten Steuermodus die Ölmenge Q1 für den Hochdruckbereich und die Ölmenge Q2 für den Niederdruckbereich berechnet sein bzw. werden und dann die größere Ölmenge als die Grund-Ölmenge Q3 eingestellt/gesetzt sein bzw. werden.
Der dritte Steuermodus ist ein Modus zum Betreiben der elektrischen Ölpumpe 10 mit einer hohen Geschwindigkeit/Drehzahl bei einem gestarteten (z.B. fahrenden) Hybrid-Elektrofahrzeug. In dem dritten Steuermodus wird hydraulische Rückmeldung gewährleistet mittels der Ölmenge Q1 für den Hochdruckbereich unmittelbar bereitstellend Hydraulikdruck an das Getriebe für eine vorgegebene Zeit, und die Ölmenge Q2 für den Niederdruckbereich wird/ist berechnet basierend auf der Ölmenge zum Kühlen und Schmieren des Getriebes.
D.h., wenn der erste Steuermodus direkt geändert wird zu dem zweiten Steuermodus, ist es möglich schnell Standarddruck zu erhalten mittels unmittelbaren Pumpens von Öl bei hohem Druck für eine kurze Zeit in Anbetracht von wenn die Drehzahl der elektrischen Pumpe 10 nicht der Geschwindigkeitsvorgabe/Drehzahlvorgabe folgen kann, die in dem zweiten Steuermodus berechnet wurde bzw. wird (beispielsweise ist die Batteriespannung zu gering).
Die Steuervorrichtung 300 kann die elektrische Ölpumpe 10 in dem dritten Steuermodus betreiben, wenn der Motor gestartet ist und/oder wird oder das Fahrzeug gestartet ist und/oder wird. Der Fahrzeugstart-Zustand kann als hinreichend erfüllt angenommen sein bzw. werden, wenn die Bremse in einem Aus-Zustand ist, oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer Null ist und der Vorwärts-Gang (D-Gang) oder der Rückwärtsgang (R-Gang) eingelegt ist.
Das Steuervorrichtung 300 kann eine vorgegebene Zeit berechnen, die auf der Basis einer zweidimensionalen Karte über die Beziehung der Öltemperatur, dem Soll-Hydraulikdruck und der oben vorbestimmten Zeit ermittelt wird (der Zeit, in der der dritte Steuermodus beibehalten werden soll). Wenn die vorgegebene Zeit verstreicht, wechselt die Steuervorrichtung 300 den Betriebsmodus von dem dritten Steuermodus zu dem zweiten Steuermodus.
Nach dem Einstellen der Betriebsmodi der elektrischen Ölpumpe 10 in Schritt S20, berechnet das Steuervorrichtung 300 die Grund-Ölmenge Q3 des Betriebsmodus, der von einer Grund-Ölmenge-Karte (S40) eingestellt/gesetzt ist, d.h., wie oben beschrieben, werden die Ölmenge Q1 für den Hochdruckbereich und die Ölmenge Q2 für den Niederdruckbereich verglichen und die größere Ölmenge wird als die Grund-Ölmenge Q3 ausgewählt.
Die Grund-Ölmenge-Karte kann eine zweidimensionale Karte sein beinhaltend die Information über die Grund-Ölmenge für jeden der Betriebsmodi und habend die Öltemperatur und den Soll-Hydraulikdruck als Variablen. D.h., die Steuervorrichtung 300 kann die Grund-Ölmenge Q3 berechnen entsprechend der derzeitigen Öltemperatur und dem Soll-Hydraulikdruck, verwendend die Informationen der Grund-Ölmenge-Karte.
Die Ölmenge für den Hochdruckbereich in dem ersten Betriebsmodus erzeugt in der zweidimensionalen Karte den minimalen Hydraulikdruck, wenn das Fahrzeug angehalten wird oder ist, die Ölmenge für den Niederdruckbereich in dem zweiten Betriebsmodus erzeugt in der zweidimensionalen Karte Hydraulikdruck, der eine Drehmomentübertragung erlaubt, wenn das Fahrzeug fährt, und die Ölmenge für den Hochdruckbereich in dem dritten Betriebsmodus ist in der zweidimensionalen Karte eingestellt, um eine hydraulische Rückmeldung des Getriebes zu gewährleisten.
Die Steuervorrichtung 300 kann auch die Ölmenge Q2 für den Niederdruckbereich berechnen basierend auf der Kühlung und Schmierung des Getriebes (S32).
Die Steuervorrichtung 300 berechnet eine Kompensation-Ölmenge zum Kühlen und Schmieren des Getriebes, verwendend eine Kompensation-Ölmenge-Karte, die eine zweidimensionale Karte umfassen kann, die die Information enthält über die Beziehung von Öltemperatur, Wärmeerzeugung und einer Kompensation-Ölmenge in Anbetracht der Kühlung und der Schmierung. Ferner, wenn die End-Ölmenge Q4 berechnet wird nachdem die Grund-Ölmenge Q3 berechnet ist bzw. wird, wird eine Kompensation-Ölmenge für Leckverlust zu der Grund-Ölmenge Q3 hinzugefügt und die Kompensation-Ölmenge für Leckverlust kann auch eine zweidimensionale Karte umfassen, aufweisend die Informationen über die Beziehung von Öltemperatur, Ventilsteuerdruck und einer Kompensation-Ölmenge.
Jedoch ist das Verfahren zum Berechnen einer Kompensation-Ölmenge verwendend eine Kompensation-Ölmenge-Karte nur ein Beispiel, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
Beispielsweise kann beim Schmieren, Kühlen, und Berechnen einer Kompensation-Ölmenge für Leckverlust, die Steuervorrichtung 300 berücksichtigen: Wärmeerzeugung X₁ im Antriebsmotorsystem (Motor oder Lager etc.), Wärmeerzeugung X₂ im Getriebeausgangssystem (Differenzialgetriebe oder Lager etc.), Wärmeerzeugung X₃ im Buchsensystem (Wellenbuchse etc.), Wärmeerzeugung X₄ im Planetengetriebesystem (Planetenrad und Nadellager etc.), und Wärmerzeugung X₅ beim Schlupf einer Vielzahl an Reibungselementen (Kupplung und Bremse).
Ferner kann die Steuervorrichtung 300 Öl-Leckverlust des Getriebes durch übermäßiges Steuern beim Schalten berücksichtigen, wenn es die Kompensation-Ölmenge berechnet. D.h., die Steuervorrichtung 300 kann die Kompensation-Ölmenge berechnen basierend auf dem Öl-Leckverlust von einer Vielzahl von Ventilen in dem Getriebe. In den Variablen, Symbolen und Konstanten in verschiedenen hierin verwendeten Gleichungen, sind für den Fachmann offensichtliche der Übersichtlichkeit halber nicht näher beschrieben.
Die Wärmeerzeugung X₁ im (elektrischen) Antriebsmotorsystem kann berechnet werden aus einer Gleichung, X₁ = │w₁·(│T₁│·k₁₁ + k₁₂)│, wobei ││ eine absolute Betragsfunktion ist, w₁ ist eine Drehzahl eines (elektrischen) Antriebsmotors, T₁ ist das Drehmoment des (elektrischen) Antriebsmotors, k₁₁ ist eine Verlustrate des (elektrischen) Antriebsmotors, und k₁₂ ist eine Lagerwiderstandskonstante des (elektrischen) Antriebsmotors. Die Verlustrate des Antriebsmotors ist ein Wert zwischen 0 und 1 und kann berechnet werden aus einer zweidimensionalen Karte über die Beziehung der Drehzahl des Antriebsmotors, des absoluten Werts des Drehmomentes des (elektrischen) Antriebsmotors und der Verlustrate des (elektrischen) Antriebsmotors.
Die Wärmeerzeugung X₂ in dem Getriebeausgangssystem kann berechnet werden aus einer Gleichung, X₂ = No·(│T₂│·k₂₁ + k₂₂), wobei No die Anzahl von Umdrehungen der Getriebeausgangswelle ist, T₂ das Ausgangswelledrehmoment des Getriebes ist, k₂₁ ein Verlustratenkoeffizient der Ausgangswelle ist und k₂₂ eine Lagerwiderstandskonstante der Ausgangswelle ist.
Die Wärmeerzeugung X₃ in dem Buchsensystem kann berechnet werden aus einer Gleichung, X₃ = v₃·k₃, wobei v₃ die relative Geschwindigkeit einer Buchse auf der Eingangswelle des Getriebes ist und k₃ ein Buchsenswiderstand ist. Der Buchsenwiderstand reicht von 0 bis 10 und kann ermittelt werden aus einer zweidimensionalen Karte über die Beziehung zwischen der relativen Geschwindigkeit der Buchse und dem Buchsenwiderstand.
Die Wärmeerzeugung X₄ in dem Planetengetriebesystem kann berechnet werden aus einer Gleichung,
X₄ = │w₄·(│T₄│·k₄₁ + k₄₂)│, wobei w₄ die Rotationsgeschwindigkeit eines Zahnradritzels ist, T₄ das Getriebedrehmoment des Zahnradritzels ist, k₄₁ eine Verlustratenkonstante des Zahnradritzels ist, und k₄₂ eine Lagerwiderstandskonstante des Planetengetriebesystems ist. Die Verlustratenkonstante k₄₁ des Zahnradritzels und die Lagerwiderstandskonstante k₄₂ können für jedes der Mehrzahl von Planetengetrieben definiert sein.
Die Wärmeerzeugung X₅ beim Schlupf eines Reibungselementes kann berechnet werden aus einer Gleichung, X₅ = v₅·(P₅ – k₅₁)·k₅₂, wobei v₅ die relative Geschwindigkeit des Reibungselements ist, P₅ der Steuerdruck des Reibungselements ist, k₅₁ eine Berühungspunktdruckkonstane des Reibungselementes ist, und k₅₂ eine Flächenkonstante des Reibungselementes ist. Die Wärmeerzeugung beim Schlupf von jedem Reibungselementes kann in gleicher Weise ermittelt werden wie die Wärmeerzeugung beim Schlupf eines Reibungselementes.
Die Steuervorrichtung 300 kann das Maximum der Kompensation-Ölmenge ermitteln berechnet basierend auf den Variablen als eine Kompensation-Ölmenge.
Danach berechnet die Steuervorrichtung 300 die End-Ölmenge Q4 mittels Hinzufügens einer Kompensation-Ölmenge für Leckverlust, die eine Kompensation-Ölmenge ist, zu der Grund-Ölmenge Q3 (S50).
Die Steuervorrichtung 300 berechnet eine Geschwindigkeitsvorgabe der elektrischen Ölpumpe 10 aus einer Geschwindigkeitsvorgabe-Karte (S60). Die Geschwindigkeitsvorgabe-Karte kann eine dreidimensionale Karte sein enthaltend die Information über die Geschwindigkeitsvorgabe der elektrischen Ölpumpe, mit Soll-Hydraulikdruck, Öltemperatur und End-Ölmenge als Variablen. D.h., die Steuervorrichtung 300 kann die Geschwindigkeitsvorgabe der elektrischen Ölpumpe entsprechend dem Soll-Hydraulikdruck, der Öltemperatur, und der End-Ölmenge berechnen, verwendend die Information in der Geschwindigkeitsvorgabe-Karte.
Die Steuervorrichtung 300 steuert den Betrieb der elektrischen Ölpumpe 10 basierend auf der berechneten Geschwindigkeitsvorgabe (S 70). Separat beschreibend die Steuervorrichtung 300 als die Getriebesteuereinheit (TCU) und die elektrische Ölpumpeneinheit (OPU), kann die Getriebesteuereinheit eine Geschwindigkeitsvorgabe berechnen und diese an die elektrische Ölpumpeneinheit übermitteln und die elektrischen Ölpumpeneinheit kann die elektrische Ölpumpe entsprechend der Geschwindigkeitsvorgabe betreiben.
Ein Verfahren zur Antriebssteuerung einer elektrischen Ölpumpe implementiert in dem oben beschriebenen System umfasst Einstellen/Setzen eines Betriebsmodus der elektrischen Ölpumpe basierend auf den Daten, die mittels des Datendetektors 400 detektiert werden, Berechnen einer Grund-Ölmenge Q3 basierend auf den Ölmengen Q1 und Q2 für einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich entsprechend dem eingestellten/gesetzten Betriebsmodus, Berechnen der End-Ölmenge Q4 mittels Kompensierens der Grund-Ölmenge, Berechnen einer Geschwindigkeitsvorgabe der elektrischen Ölpumpe 10 basierend auf der End-Ölmenge, und Steuern des Betriebes der elektrischen Ölpumpe 10 entsprechend der berechneten Geschwindigkeitsvorgabe.
Das ausführliche Vorgehen wurde bereits oben beschrieben, so dass es hier nicht weiter beschrieben wird.
Entsprechend dem oben beschriebenen System kann die vorliegende Erfindung eine Hochspannung-elektrische-Ölpumpe verwenden, für ein Hybridsystem verfügbar ist, und kann eine Optimierung von einer Unterbringung erreichen mittels Anordnens von zwei Pumpen, der ersten Pumpe 100 und der zweiten Pumpe 200, auf derselben Welle, so dass sie in einem bereits vorhandenen Raum angeordnet werden können.
Die vorhergehende Beschreibung von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diente dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie ist nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist gewünscht, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.

Claims

Antriebssteuerung für eine elektrische Ölpumpe (10), aufweisend: die elektrische Ölpumpe (10), die Betriebshydraulikdrucks an ein Getriebe bereitstellt, einen Datendetektor, der Daten detektiert, und eine Steuervorrichtung (300), die einen Betriebsmodus der elektrischen Ölpumpe (10) setzt basierend auf Daten, die von dem Datendetektor detektiert werden, die eine Grund-Ölmenge setzt basierend auf der Ölmenge für einen Hochdruckbereich und der Ölmenge für einen Niederdruckbereich gemäß dem gesetzten Betriebsmodus, und die Betriebshydraulikdruck auf die elektrische Ölpumpe (10) anwendet basierend auf einer End-Ölmenge mittels Kompensierens der Grund-Ölmenge, wobei der Betriebshydraulikdruck mittels der elektrischen Ölpumpe (10) an das Getriebe bereitgestellt wird.
System gemäß Anspruch 1, wobei eine Ölmenge für den Hochdruckbereich gemäß einem gesetzten Betriebsmodus und eine Ölmenge für den Niederdruckbereich gemäß einem gesetztem Betriebsmodus Betriebshydraulikdruck an das Getriebe bereitstellen jeweils mittels einer ersten Pumpe (100) und einer zweiten Pumpe (200).
System gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die elektrische Ölpumpe (10) Betriebshydraulikdruck an das Getriebe gemäß einer Geschwindigkeitsvorgabe bereitstellt, und die Geschwindigkeitsvorgabe ermittelt ist basierend auf Soll-Hydraulikdruck, Öltemperatur und der End-Ölmenge.
System gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Betriebsmodus aufweist einen ersten Steuermodus, der für eine Stopp-Bedingung gesetzt ist, und einen zweiten Steuermodus, der für eine Fahrt-Bedingung gesetzt ist.
System gemäß Anspruch 4, wobei der Betriebsmodus ferner einen dritten Steuermodus aufweist, der für eine Start-Bedingung gesetzt ist, wobei der dritte Steuermodus für eine vorgegebene Zeit beibehalten wird.
System gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuervorrichtung (300) die Ölmenge für den Hochdruckbereich und die Ölmenge für den Niederdruckbereich ermittelt aus einer Grund-Ölmenge-Karte über eine Beziehung zwischen Öltemperatur und Soll-Hydraulikdruck, die gemäß einem gesetzten Betriebsmodus gespeichert ist.
System gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Steuervorrichtung (300) die Ölmenge für den Hochdruckbereich mit der Ölmenge für den Niederdruckbereich vergleicht und anschließend die größere Ölmenge als die Grund-Ölmenge setzt, und die End-Ölmenge ermittelt mittels Hinzufügens einer Kompensation-Ölmenge für Leckverlust zu der Grund-Ölmenge.
System gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Steuervorrichtung (300) die Ölmenge für den Niederdruckbereich ermittelt für jeden Betriebsmodus basierend auf der Ölmenge zum Kühlen und Schmieren des Getriebes.
System gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Ölmenge für den Hochdruckbereich im ersten Steuermodus minimalen Hydraulikdruck erzeugt, wenn das Fahrzeug stoppt, die Ölmenge für den Hochdruckbereich im zweiten Steuermodus einen Hydraulikdruck erzeugt, der eine Drehmomentübertragung ermöglicht, wenn das Fahrzeug fährt, und die Ölmenge für den Hochdruckbereich im dritten Steuermodus gesetzt ist, um eine hydraulische Reaktion des Getriebes zu gewährleisten.
System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die elektrische Ölpumpe (10) arbeitet von wenn ein Verbrennungsmotor des Fahrzeuges gestartet wird bis wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird.
Verfahren zur Antriebssteuerung für eine elektrische Ölpumpe (10), aufweisend: Setzen (S20) eines Betriebsmodus der elektrischen Ölpumpe (10) basierend auf Daten, die mittels eines Datendetektors detektiert werden, Ermitteln (S30, S40) einer Grund-Ölmenge basierend auf den Ölmengen für einen Hochdruckbereich und einen Niederdruckbereich gemäß dem gesetzten Betriebsmodus, Ermitteln (S50) einer End-Ölmenge mittels Kompensierens der Grund-Ölmenge, Ermitteln (S60) einer Geschwindigkeitsvorgabe der elektrischen Ölpumpe (10) basierend auf der End-Ölmenge, und Steuern des Betriebs der elektrischen Ölpumpe (10) gemäß der ermittelten Geschwindigkeitsvorgabe (S70).
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Ölmenge für den Hochdruckbereich und die Ölmenge für den Niederdruckbereich Betriebshydraulikdruck an ein Getriebe bereitstellen mittels separater Pumpen (100, 200).
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die elektrische Ölpumpe (10) Betriebshydraulikdruck an das Getriebe bereitstellt gemäß einer Geschwindigkeitsvorgabe, und wobei die Geschwindigkeitsvorgabe ermittelt wird basierend auf Soll-Hydraulikdruck, Öltemperatur und der End-Ölmenge.
Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei der Betriebsmodus einen ersten Steuermodus aufweist, der für eine Stopp-Bedingung gesetzt ist, und einen zweiten Steuermodus aufweist, der für eine Fahrt-Bedingung gesetzt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Betriebsmodus ferner einen dritten Steuermodus aufweist, der für eine Start-Bedingung gesetzt ist, und der dritte Steuermodus für eine vorgegebene Zeit beibehalten wird.
Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei das Ermitteln der Grund-Ölmenge basierend auf den Ölmengen für den Hochdruckbereich und den Niederdruckbereich in dem gesetzten Betriebsmodus die Ölmenge für den Hochdruckbereich und die Ölmenge für den Niederdruckbereich ermittelt aus einer Grund-Ölmenge-Karte über eine Beziehung zwischen Öltemperatur und Soll-Hydraulikdruck, die in einem gesetzten Betriebsmodus gespeichert ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Steuervorrichtung (300) die Ölmenge für den Hochdruckbereich und die Ölmenge für den Niederdruckbereich miteinander vergleicht und anschließend die größere Ölmenge als die Grund-Ölmenge setzt, und die End-Ölmenge ermittelt mittels Hinzufügens einer Kompensation-Ölmenge für Leckverlust zu der Grund-Ölmenge.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Ölmenge für den Niederdruckbereich ermittelt wird für jeden Betriebsmodus basierend auf der Ölmenge zum Kühlen und Schmieren des Getriebes.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Ölmenge für den Hochdruckbereich im ersten Steuermodus einen minimalen Hydraulikdruck erzeugt, wenn das Fahrzeug stoppt, die Ölmenge für den Hochdruckbereich im zweiten Steuermodus einen Hydraulikdruck erzeugt, der eine Drehmomentübertragung ermöglicht, wenn das Fahrzeug fährt, und die Ölmenge für den Hochdruckbereich im dritten Steuermodus gesetzt wird, um eine hydraulische Reaktion des Getriebes zu gewährleisten.