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HINTERGRUND
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Verfahren und ein System zum Steuern einer Ölpumpe und insbesondere auf ein Verfahren und ein System zum Steuern einer elektrischen Automobilölpumpe.
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BESCHREIBUNG DES VERWANDTEN TECHNISCHEN GEBIETS
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Fahrzeuge werden mit einer Vielzahl von Ölpumpen und seit Kurzem von elektrischen Ölpumpen ausgestattet, deren Betrieb basierend auf einem Laufzustand eines Fahrzeugs gesteuert wird, welche aufgrund unterschiedlicher Anforderungen immer mehr genutzt werden. Solche Ölpumpen haben normalerweise einen Betriebsmechanismus, welcher Öl durch rotierende Zahnräder oder Flügel pumpt, was aufgrund von mechanischen Toleranzen der Zahnräder oder des Pumpengehäuses Unterschiede in der Qualität hervorruft.
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1 ist ein beispielhafter Graph, welcher die Beziehung zwischen Umdrehungen pro Minute (RPM) und dem erzeugten Druck entsprechend der Qualität der elektrischen Ölpumpen des Standes der Technik zeigt, wobei das Verhältnis zwischen den RPM und dem generierten Druck eines höchstqualitativen Produkts mit einer höchsten Qualität, eines niedrigstqualitativen Produkts mit einer niedrigsten Qualität und eines mittelqualitativen Produkts mit einer mittleren Qualität gezeigt werden. Bezugnehmend auf
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1 können, wenn Bauteile, sowie Getriebe, den von den elektrischen Pumpen erzeugten gewünschten Druck nutzen, die RPM der elektrischen Pumpen aufgrund deren Qualität variieren, und die Unterschiede können eine unterschiedliche Leistungsaufnahme der elektrischen Pumpen und einen Unterschied in der Kraftstoffeffizienz der Fahrzeuge auslösen, welche mit den elektrischen Ölpumpen ausgestattet sind.
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In der Massenproduktion von Fahrzeugen kann es schwierig sein, die Unterschiede in der Qualität der elektrischen Ölpumpen, welche auf einem Fahrzeug montiert sind, zu bestimmen. Entsprechend kann bei der Entwicklung eines vorgegebenen Typs von Fahrzeugen die Steuerung der RPM der elektrischen Ölpumpe basierend auf einem Produkt niedrigster Qualität ausgelegt sein, um Probleme mit Fahrzeugen zu vermeiden, welche mit einem der schlechtesten Produkte ausgestattet sind. Jedoch sinkt die Kraftstoffeffizienz von Fahrzeuge, welche mit einer höchst- oder mittelqualitativen elektrischen Ölpumpe ausgestattet sind, in diesem Fall aufgrund der unnötigen Leistungsaufnahme. Ferner, da die Qualität eines bestimmten Typs von elektrischen Ölpumpen ungefähr die gleiche Qualität ist, wie die Qualität des Typs von mittelqualitativem Produkt, haben ungefähr 70–80% der elektrischen Ölpumpen, welche auf einem vorgegebenen Typ von Fahrzeug befestigt sind, zumindest eine Qualität, die über dem mittelqualitativen Produkt liegt. Folglich zeigt 1, dass wenn die RPM von elektrischen Ölpumpen basierend auf einigen niederqualitativen Produkten gesteuert werden, viele Fahrzeuge, welche mit elektrischen Ölpumpen, welche besser als der mittelqualitativen Produkte sind, ausgestattet sind, unnötig Leistung aufnehmen und die Kraftstoffeffizienz sinkt. In anderen Worten kann bei Fahrzeugen, welche basierend auf Parametern von elektrischen Ölpumpen hergestellt werden, die bekannt sind für schlechte Leistung, die Kraftstoffeffizienz abnehmen, wenn elektrische Ölpumpen höherer Qualität tatsächlich in dem Fahrzeug genutzt werden.
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Das Vorangehende dient lediglich der Hilfe bei dem Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung und ist nicht dazu gedacht darzustellen, dass die vorliegende Erfindung in den Bereich des verwandten technischen Gebiets fällt, welches dem Fachmann bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Dementsprechend offenbart die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zum Steuern einer Ölpumpe, welche die Leistungsaufnahme eines Fahrzeugs minimieren können und die Kraftstoffeffizienz entsprechend verbessern können durch das Lernen der Leistung einer elektrischen Ölpumpe und das Steuern der elektrischen Pumpe in Übereinstimmung mit der Leistung.
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Entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Steuern einer Ölpumpe auf: Bestimmen, durch eine Steuerung, ob Lernbedingungen zum Lernen der notwendigen RPM entsprechend der Qualität einer elektrischen Ölpumpe erfüllt sind; Betreiben, durch die Steuerung, der elektrischen Ölpumpe bei den RPM für einen Standby-Zustand (zum Beispiel eine Basisdrehzahl) entsprechend einer momentanen Öltemperatur, wenn die Lernbedingungen erfüllt sind; Messen, durch die Steuerung, eines hydraulischen Drucks, welcher von dem Standby-Zustand erzeugt wird, wenn die elektrische Ölpumpe bei vorgegebenen Lern-Ziel RPM betrieben wird, welche beim Betrieb der elektrischen Ölpumpe erzeugt wurde; und Erzeugen, durch die Steuerung, einer neuen Lernabbildung, welche proportional zu einem Unterschied zwischen dem hydraulischen Druck, welcher beim Messen des hydraulischen Drucks gemessen wurde, und dem hydraulischen Druck einer vorgegebenen Standardabbildung durch Vergleichen des gemessenen hydraulischen Drucks mit dem hydraulischen Druck der Standardabbildungen.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird es möglich, die Leistungsaufnahme eines Fahrzeugs zu minimieren und die Kraftstoffeffizienz entsprechend zu verbessern, indem die Leistung der elektrischen Ölpumpe gelernt wird und in Übereinstimmung mit der elektrischen Ölpumpenleistung gesteuert wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die obigen und andere Ziele, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer verstanden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, in welchen:
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1 ein beispielhafter Graph ist, welcher die Verhältnisses zwischen RPM und erzeugtem Druck entsprechend der Qualität der elektrischen Ölpumpen des Standes der Technik zeigt und vergleicht;
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2 ein beispielhaftes Flussdiagramm ist, welches ein Verfahren zum Steuern einer Ölpumpe entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ein beispielhaftes Diagramm zeigt, welches die Konfiguration eines Fahrzeugs zeigt, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4 ein beispielhafter Graph ist, welcher einen Vergleich von hydraulischem Druck, welcher beim Messen von hydraulischem Druck erfasst wurde, mit Standardabbildungen entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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5 ein beispielhaftes Diagramm ist, welches das Erzeugen einer Abbildung entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug” oder „Fahrzeugs” oder ähnliche Begriffe, wie sie hierin verwendet werden, einschließen Motorfahrzeuge im Allgemeinen, wie zum Beispiel Passagierautomobile, einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, LKW, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen und einschließt Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Verbrennungs-, Plug-in-Hybrid-elektrische Fahrzeuge, wasserstoffgetriebene Fahrzeuge und andere Alternativkraftstofffahrzeuge (zum Beispiel Kraftstoffe, welche von anderen Ressourcen als Petroleum abgeleitet werden).
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Auch wenn eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben ist als eine Vielzahl von Einheiten verwendend um einen beispielhaften Prozess auszuführen, versteht sich, dass der beispielhafte Prozess auch von einer oder einer Vielzahl von Modulen ausgeführt werden kann. Zusätzlich versteht sich, dass der Begriff „Steuerung/Steuereinheit” sich auf eine Hardwarevorrichtung bezieht, welche einen Speicher und einen Prozessor aufweist. Der Speicher ist ausgebildet, die Module zu speichern und der Prozessor ist ausgebildet, die Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse auszuführen, wie es im Folgenden beschrieben wird.
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Ferner kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als ein nicht-flüchtiges computerlesbares Medium auf einem computerlesbaren Medium ausgebildet sein, welches ausführbare Programminstruktionen, welche von einem Prozessor, einer Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden können. Beispiele des computerlesbaren Mediums schließen ein, sind aber nicht darauf beschränkt, ROM, RAM, Kompaktdisk(CD)-ROMs, magnetische Bänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Smartcards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Speichermedium kann auch über ein Netzwerk verteilten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art gespeichert und ausgeführt wird, zum Beispiel durch einen Telematikserver oder einen Controller Area Network (CAN).
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Die Terminologie, welche hierin verwendet wird, dient dem Zweck der Beschreibung spezieller Ausführungsformen und ist nicht gedacht, die Erfindung zu beschränken. So wie hierin verwendet, schließen die Singularformen „ein”, „der, die, das” die Pluralformen auch ein, außer es geht aus dem Kontext deutlich anders hervor. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „aufweisen” und/oder „aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung genutzt werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, Integer, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht ausschließen das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Integern, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen oder dergleichen. So wie hierin verwendet schließt der Begriff „und/oder” jedes und alle Kombinationen eines oder mehrerer der genannten Merkmale ein.
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Solange nicht explizit genannt oder aus dem Kontext offensichtlich, wird der Begriff „ungefähr”, so wie er hierin verwendet wird, verstanden als in einem Bereich normaler Toleranzen auf dem technischen Gebiet, zum Beispiel innerhalb von zwei Standardabweichungen des Mittels. „Ungefähr” kann verstanden werden als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des genannten Wertes. Solange nicht klar anders aus dem Kontext ersichtlich werden alle Zahlenwerte, welche hierin genannt werden, durch den Begriff „ungefähr” modifiziert.
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Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Bezugnehmend auf 2 kann eine beispielhafte Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern einer Ölpumpe der vorliegenden Erfindung aufweisen: Bestimmen, durch eine Steuerung 11, ob Lernbedingungen zum Lernen einer notwendigen RPM basierend auf der Qualität einer elektrischen Ölpumpe erfüllt sind (S10); Betreiben, durch die Steuerung 11, der elektrischen Ölpumpe bei RPM für einen Standby-Zustand (zum Beispiel ein Basis-RPM) basierend auf der aktuellen Öltemperatur, wenn die Lernbedingungen erfüllt sind (S20); Messen, durch die Steuerung 11, eines hydraulischen Drucks, welcher erzeugt wird, wenn die elektrische Ölpumpe bei einem vorgegebenen Lern-Ziel RPM aus dem Standby-Zustand betrieben wird, welcher bei dem Betrieb der elektrischen Ölpumpe erzeugt wird (S30); und Erzeugen, durch die Steuerung 11, einer neuen Lernabbildung, welche proportional zu der Differenz zwischen dem hydraulischen Druck ist, welcher beim Messen des hydraulischen Drucks erfasst wurde, und dem hydraulischen Druck einer vorgegebenen Standardabbildung, durch das Vergleichen des gemessenen hydraulischen Drucks mit dem hydraulischen Druck der Standardabbildungen (S40).
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Ein Sensor kann ausgebildet sein, den hydraulischen Druck, welcher durch die elektrische Ölpumpe beim Messen des hydraulischen Drucks erzeugt wird, zu messen. Der Sensor kann ein hydraulischer Drucksensor sein, welcher ausgebildet ist hydraulischen Druck von der elektrischen Ölpumpe zu erhalten und kann auf einem hydraulischen Gerät angebracht sein, welches bei einem hydraulischen Druck betrieben wird, welcher abweicht von dem hydraulischen Druck, welcher von der elektrischen Ölpumpe entladen wird, und kann ausgebildet sein, den Steuerdruck der hydraulischen Vorrichtung zu messen. In anderen Worten kann die vorliegende Erfindung die Leistungsunterschiede lernen (zum Beispiel Detektieren und Speichern, Merken oder dergleichen), welche durch die Qualität einer elektrischen Ölpumpe in einem hydraulischen System hervorgerufen werden, welches nicht die Druckentladung der elektrischen Ölpumpe messen muss, unter Verwendung des hydraulischen Drucksensor unter spezifischen Lernbedingungen, und welches ausgebildet sein kann, eine Lernabbildung zu erzeugen und die elektrische Ölpumpe basierend auf der Lernabbildung zu betreiben, wodurch eine unnötige Leistungsaufnahme der elektrischen Ölpumpe verhindert wird.
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3 zeigt konzeptuell eine beispielhafte Konfiguration eines Hybridfahrzeugs, auf welches die vorliegende Erfindung angewendet wurde. Leistung von einem Motor 1 kann an ein Getriebe 5 übertragen werden durch eine Motorkupplung 3, ein Motor 7 kann an das Getriebe angeschlossen sein, eine elektrische Ölpumpe 9 kann ausgebildet sein, dem Getriebe Öl bereitzustellen, die elektrische Ölpumpe wird durch die Steuerung 11 betrieben, hydraulischer Druck von der elektrischen Ölpumpe kann entsprechend angepasst und der Motorkupplung 3 bereitgestellt werden, und der hydraulische Steuerdruck, welcher der Motorkupplung bereitgestellt wird, kann durch einen hydraulischen Drucksensor 13 für eine genauere Steuerung der Motorkupplung gemessen werden. Das Getriebe kann von der elektrischen Ölpumpe mit dem notwendigen hydraulischen Druck versorgt werden, ohne eine spezielle mechanische Ölpumpe zu erfordern.
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Unter der Annahme, dass die vorliegende Erfindung auf die Konfiguration, welche in 3 gezeigt wird, angewendet wird, entspricht die hydraulische Einrichtung, wie sie in den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, der Motorkupplung, ferner kann der hydraulische Drucksensor ein Sensor sein, welcher ausgebildet ist, den hydraulischen Steuerdruck zum Betreiben der Motorkupplung zu messen. Beim Bestimmen, ob die Lernbedingungen erfüllt sind, kann die Steuerung ausgebildet sein, den Druck zum Steuern der hydraulischen Einrichtung zu bestimmen, es ist nicht notwendig, diesen zu messen, weil der hydraulische Druck nicht betrieben wird und daher die Steuerung ausgebildet sein kann, zu bestimmen, ob die Öltemperatur innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt, und wenn der hydraulische Drucksensor zum Messen des Drucks verfügbar ist, welcher von der elektrischen Ölpumpe entladen wird (zum Beispiel da er nicht verwendet wird, um die hydraulische Einrichtung zu steuern) und wenn die Öltemperatur in dem vorgegebenen Bereich liegt, kann die Steuerung ausgebildet sein zu bestimmen, dass die Lernbedingungen erfüllt sind.
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In anderen Worten kann in einem Fahrzeug, welches die Konfiguration, welche in 3 gezeigt wird, hat, wenn das Beschleunigungspedal nicht betätigt wird, bei einem Parkgang (P-Gang) oder einem neutralen Gang (N-Gang) eines Getriebes und wenn die Motorkupplung nicht benötigt wird, betrieben zu werden, nach dem Zusammenbau oder der Reparatur des Fahrzeugs, kann die Steuerung ausgebildet sein, zu bestimmen, dass der Druck zum Steuern der Hydraulikeinrichtung nicht benötigt wird oder nicht gemessen werden muss. Ferner kann das Lernen möglich sein, wenn die Öltemperatur in einem vorgegebenen Bereich liegt. Jedoch kann das Lernen aufgrund einer im Wesentlichen hohen Viskosität des Öls schwer sein, da die Öltemperatur im Wesentlichen geringer ist (zum Beispiel geringer als eine vorgegebene Öltemperatur) als die Öltemperatur in dem normalen Betriebszustand des Fahrzeugs (zum Beispiel wenn das Fahrzeug ohne einen Fehler betrieben wird). Ein anormaler Zustand kann auch bestimmt werden, wenn die Öltemperatur im Wesentlichen hoch ist, größer als eine vorgegebene Temperatur. Entsprechend kann der Bereich für Öltemperatur zwischen ungefähr 40°C bis 100°C gesetzt werden, zum Beispiel.
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Beim Betrieb der elektrischen Ölpumpe bei einer RPM für einen Standby-Zustand (zum Beispiel einer Basis-RPM) kann die RPM, welche der momentanen Öltemperatur entspricht, von einer ersten Steuerabbildung erhalten werden, in welcher die RPM für den Standby-Zustand bereits vorher für jede Temperatur gesetzt werden können, und dann kann die elektrische Ölpumpe betrieben werden. Beim Messen der Öltemperatur kann die RPM, welche der aktuellen Öltemperatur entspricht, von einer zweiten Steuerabbildung erhalten werden, in welcher eine Lern-Ziel RPM vorher für jede Temperatur gesetzt werden kann, und dann kann der hydraulische Druck gemessen werden, während die elektrische Ölpumpe betrieben wird.
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Als Referenz zeigt Tabelle 1 ein Beispiel für die erste Steuerabbildung und Tabelle 2 ist ein Beispiel für die zweite Abbildung. Es ist offensichtlich, dass die erste Steuerabbildung und die zweite Steuerabbildung gemeinsam in einer integrierten Abbildung implementiert werden können. Tabelle 1
| Öltemperatur (°C) | 40 | 60 | 80 | 100 |
| Umdrehungen (RPM) | 200 | 400 | 600 | 800 |
Tabelle 2
| Öltemperatur (°C) | 40 | 60 | 80 | 100 |
| Umdrehungen (RPM) | 420 | 700 | 960 | 1300 |
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Die Lern-Ziel RPM der zweiten Steuerabbildung kann gesetzt sein, um es einer mittelqualitativen elektrischen Ölpumpe zu ermöglichen, einen hydraulischen Druck bei einer vorgegebenen Temperatur für einen normalen Betrieb einer Motorkupplung zu erzeugen, welche die hydraulische Einrichtung ist. Zum Beispiel kann die Motorkupplung für einen normalen Betrieb (zum Beispiel einem Betrieb ohne Fehler) einen hydraulischen Druck von ungefähr 12 bar benötigen, die RPM einer mittelqualitativen elektrischen Ölpumpe zum Erzeugen hydraulischen Drucks von 12 bar bei einer vorgegebenen Temperatur kann auf die Lern-Ziel RPM bei jeder Öltemperatur gesetzt werden. Die RPM für den Standby-Zustand der ersten Steuerabbildung können so gesetzt sein, dass hydraulischer Druck mit einem deutlichen Abstand gemessen werden kann, aufgrund einer Änderung in einer RPM der elektrischen Ölpumpe zwischen dem Betrieb der elektrischen Ölpumpe bei einer RPM für eine Standby-Zustand und dem Messen des hydraulischen Drucks.
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Beim Messen des hydraulischen Drucks kann es möglich sein, den hydraulischen Druck mit dem hydraulischen Drucksensor zu messen, wenn die elektrische Ölpumpe bei der Lern-Ziel RPM basierend auf einer Öltemperatur für mehrere Sekunden betrieben wird (zum Beispiel ungefähr 2 Sekunden, aber darauf ist die Erfindung nicht beschränkt). Insbesondere kann es möglich sein, das Messen des hydraulischen Drucks mit der elektrischen Ölpumpe betrieben bei der Lern-Ziel RPM mehrere Male zu wiederholen, die RPM auf die RPM des Standby-Zustands zu reduzieren, und den hydraulischen Druck wieder mit der elektrischen Ölpumpe betrieben bei der Lern-Ziel RPM zu messen, und das Mittel zu erhalten und zu nutzen beim Erzeugen der neuen Lernabbildung.
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Beim Erzeugen der neuen Lernabbildung kann der hydraulische Druck, welcher in dem Messen des hydraulischen Drucks gemessen wurde, mit dem hydraulischen Druck bei ungefähr der gleichen Temperatur in den Standardabbildungen verglichen werden und kann konzeptuell ausgedrückt werden, wie in dem Graphen der 4. Der Stern in 4 zeigt den hydraulischen Druck, welcher beim Messen des hydraulischen Drucks gemessen wurde, das heißt er zeigt, dass die momentane Öltemperatur bei ungefähr 40°C ist und die elektrische Ölpumpe für das Lernen die Leistung zwischen einem mittelqualitativen Produkt und einem niedrigqualitativen Produkt hat.
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Ein proportionaler Korrekturkoeffizient kann aus dem Verhältnis der Entfernungen zwischen dem hydraulischen Druck bei dem Stern und dem hydraulischen Druck eines mittelqualitativen Produkts bei ungefähr 40°C und dem hydraulischen Druck eines niederqualitativen Produkts bei ungefähr 40°C berechnet werden, wobei der proportionale Korrekturkoeffizient auf die Werte in der Standardabbildung für eine niederqualitative elektrische Ölpumpe angewendet werden kann und die Standardabbildung für eine mittelqualitative elektrische Ölpumpe angewendet werden kann, welche aus einer Vielzahl von Standardabbildungen, welche vorher vorbereitet wurden, sind, wodurch eine neue Lernabbildung zwischen den Standardabbildungen erzeugt wird, wie in 5 gezeigt.
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Danach, wenn das Fahrzeug normal betrieben wird, kann die elektrische Ölpumpe basierend auf der Lernabbildung betrieben werden, um die elektrische Ölpumpe bei der optimalen RPM zu betreiben, welche auf der elektrischen Ölpumpenleistung basiert, ohne notwendigerweise bei einer hohen RPM betrieben zu werden. Folglich kann eine Leistungsaufnahme verringert werden, was in einer verbesserten Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs resultiert. Eine größere Anzahl und mehrere detaillierte Standardabbildungen können vorher bereitgestellt werden; und spezifische Standardabbildungen für extreme Situationen können hinzugefügt werden.
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Auch wenn die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für illustrative Zwecke dargestellt wurden, werden Fachmänner wahrnehmen, dass eine Vielzahl von Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Bereich und dem Geist der Erfindung abzuweichen, wie sie in den beiliegenden Ansprüchen offenbart wird.
