DE102017221637A1

DE102017221637A1 - Verfahren und Steuergerät zum Betreiben einer Pumpe eines Getriebes

Info

Publication number: DE102017221637A1
Application number: DE102017221637.9A
Authority: DE
Inventors: Gernot RIEGERT; Andreas Linnemann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2019-06-06

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Pumpe (10) eines Getriebes (11) eines Kraftfahrzeugs, die das Getriebe (11) mit Hydrauliköl versorgt, wobei abhängig von einem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom, von einem Ist-Hydrauliköldruck und von einer Ist-Hydrauliköltemperatur ein Ansteuermoment für die Pumpe (10) oder einen die Pumpe (10) antreibenden Antrieb (12) derart rechnerisch ermittelt wird, dass abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck und der Ist-Hydrauliköltemperatur über erste Polynomgleichungen, deren über ein Regressionsmodell ermittelte Polynomkoeffizienten steuerungsseitig hinterlegt sind, zunächst erste Funktionskoeffizienten berechnet werden. Abhängig von den ersten Funktionskoeffizienten, die für eine steuerungsseitig hinterlegte erste empirische Funktion gültig sind, und abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom wird über die erste empirische Funktion eine Reibmomentkomponente des Ansteuermoments berechnet. Die Reibmomentkomponente des Ansteuermoments wird mit einer Hydraulikmomentkomponente des Ansteuermoments verrechnet, um so das Ansteuermoment zu berechnen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Pumpe eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens.
In Kraftfahrzeuggetrieben sind Pumpen verbaut, die der Bereitstellung einer Hydraulikölversorgung für das Getriebe dienen. Bei solchen Pumpen kann es sich um mechanisch angetriebene Pumpen, elektrisch angetriebene Pumpen oder leistungsverzweigt angetriebene Pumpen handeln. Die von den Pumpen bereitgestellte Hydraulikölversorgung dient insbesondere der Ansteuerung von Baugruppen des Getriebes, so zum Beispiel der Ansteuerung von Schaltelementen, sowie der Schmierung und/oder Kühlung der Baugruppen des Getriebes.
Zum Betreiben einer Pumpe eines Kraftfahrzeuggetriebes werden abhängig von einem getriebeseitig angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom, abhängig von einem Ist-Hydrauliköldruck und abhängig von einer ist-Hydrauliköltemperatur einerseits ein Ansteuermoment und andererseits eine Ansteuerdrehzahl für die Pumpe oder einen die Pumpe antreibenden Antrieb ermittelt. So fordert das Getriebe einen Soll-Hydraulikölvolumenstrom steuerungsseitig an, der für die Ansteuerung und/oder Schmierung und/oder Kühlung von Baugruppen des Getriebes benötigt wird. Das Ansteuermoment sowie die Ansteuerdrehzahl für die Pumpe sind dabei nicht nur vom angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom abhängig, sondern auch von einem herrschenden Ist-Hydrauliköldruck des Getriebes sowie von einer herrschenden Ist-Hydrauliköltemperatur des Getriebes.
Nach der Praxis wird zur Ermittlung des Ansteuermoments sowie der Ansteuerdrehzahl für die Pumpe so vorgegangen, dass für mehrere unterschiedliche Paarungen aus Hydrauliköldruck und Hydrauliköltemperatur jeweils tabellenartige Kennfelder steuerungsseitig hinterlegt sind, wobei in jedem Kennfeld für einen definierten Hydrauliköldruck und eine definierte Hydrauliköltemperatur über mehrere Stützstellen der Drehzahl der Pumpe Momente der Pumpe und/oder Hydraulikölvolumenströme der Pumpe abgespeichert sind.
Um dann abhängig von einem konkret vorliegenden Ist-Hydrauliköldruck und einer konkret vorliegenden Ist-Hydrauliköltemperatur einen angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom bereitzustellen, wird zwischen den Stützstellen der Tabellen und/oder zwischen den Tabellen interpoliert, um das Ansteuermoment und die Ansteuerdrehzahl für die Pumpe zu ermitteln.
Diese Vorgehensweise ist von Nachteil, da einerseits für die Speicherung der tabellenartigen Kennfelder viel Speicherplatz benötigt wird und andererseits die Ermittlung von Ansteuermoment und Ansteuerdrehzahl über Interpolationen rechenintensiv und nicht differenzierbar ist. Es besteht daher Bedarf daran, den Betrieb einer Pumpe eines Kraftfahrzeuggetriebes weniger speicherplatzintensiv, weniger rechenintensiv und differenzierbar zu gestalten.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren und ein Steuergerät zum Betreiben einer Pumpe eines Getriebes zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Pumpe eines Getriebes gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird das Ansteuermoment abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom, abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck und der Ist-Hydrauliköltemperatur derart rechnerisch ermittelt, dass abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck und der Ist-Hydrauliköltemperatur über erste Polynomgleichungen, deren über ein Regressionsmodell ermittelte Polynomkoeffizienten steuerungsseitig hinterlegt sind, zunächst erste Funktionskoeffizienten berechnet werden. Abhängig von den ersten Funktionskoeffizienten, die für eine steuerungsseitig hinterlegte erste empirische Funktion gültig sind, und abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom wird über die erste empirische Funktion eine Reibmomentkomponente des Ansteuermoments berechnet. Die Reibmomentkomponente des Ansteuermoments wird mit einer Hydraulikmomentkomponente des Ansteuermoments verrechnet, um so das Ansteuermoment zu berechnen. Hiermit kann das Ansteuermoment mit wenig Speicherplatz und wenig Rechenzeit einfach und genau berechnet werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Ansteuerdrehzahl abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom, abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck und der Ist-Hydrauliköltemperatur derart rechnerisch ermittelt, dass abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck und der Ist-Hydrauliköltemperatur über zweite Polynomgleichungen, deren über eine Regressionsmodell ermittelte Polynomkoeffizienten steuerungsseitig hinterlegt sind, zunächst zweite Funktionskoeffizienten berechnet werden. Abhängig von den zweiten Funktionskoeffizienten, die für eine steuerungsseitig hinterlegte zweite empirische Funktion gültig sind, und abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom wird über die zweite empirische Funktion die Ansteuerdrehzahl berechnet. Hiermit kann die Ansteuerdrehzahl mit wenig Speicherplatzbedarf und wenig Rechenzeitbedarf genau berechnet werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Ermittlung der steuerungsseitig hinterlegten Polynomkoeffizienten für das obige Verfahren zum Betreiben einer Pumpe eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs. Zunächst werden für unterschiedliche Hydrauliköldrücke, Hydrauliköltemperaturen und Hydraulikölvolumenströme messtechnisch Antriebsmomente und Antriebsdrehzahlen der Pumpe erfasst, die jeweils von dem Hydrauliköldruck, der Hydrauliköltemperatur und dem Hydraulikölvolumenstrom abhängig sind. Aus den messtechnisch ermittelten Antriebsmomenten werden Reibmomentkomponenten errechnet, nämlich durch Subtraktion von Hydraulikmomentkomponenten. Für die Reibmomentkomponenten und die Antriebsdrehzahlen, die jeweils von dem Hydrauliköldruck, der Hydrauliköltemperatur und dem Hydraulikölvolumenstrom abhängig sind, werden empirische Funktionen in Abhängigkeit des Hydraulikölvolumenstroms vorgegeben. Funktionskoeffizienten der empirischen Funktionen werden über eine Fitfunktion bestimmt, wobei die ermittelten Funktionskoeffizienten von dem Hydrauliköldruck und der Hydrauliköltemperatur abhängig sind. Für jeden Funktionskoeffizienten, der von der Hydrauliköltemperatur und dem Hydrauliköldruck anhängig ist, werden Polynomkoeffizienten einer jeweiligen Polynomgleichung über ein Regressionsmodell bestimmt. Auf diese Art und Weise können die für die Ermittlung von Ansteuermoment und Ansteuerdrehzahl benötigten Polynomkoeffizienten einfach und zuverlässig vorab ermittelt werden, um dieselben dann zusammen mit den empirischen Funktionen und den Polynomgleichungen im Steuergerät zu speichern.
Das erfindungsgemäße Steuergerät ist in Anspruch 9 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen 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 Blockschaltbild eines Steuerungskonzepts zum Betreiben einer Pumpe eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs;
2 ein Signalflussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Pumpe eines Getriebes;
3 ein weiteres Signalflussdiagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Pumpe eines Getriebes;
4 ein Signalflussdiagramm zur Verdeutlichung eines Verfahrens zur Ermittlung der steuerungsseitig hinterlegten Polynomkoeffizienten für das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Pumpe eines Getriebes.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft zum Betreiben einer Pumpe eines Kraftfahrzeuggetriebes.
1 zeigt stark schematisiert ein Steuerungskonzept für eine Pumpe 10 eines Kraftfahrzeuggetriebes, wobei die Pumpe 10 des Getriebes 11 von einem Antrieb 12 aus angetrieben wird. Der Antrieb 12 steuert die Pumpe 10 mit einem Ansteuermoment M_A-IST und einer Ansteuerdrehzahl n_A-IST , wobei die Pumpe 10 abhängig hiervon einen Hydraulikölvolumenstrom Q_IST für das Getriebe 11 bereitstellt. Ein Steuergerät 13 ermittelt abhängig von einem Ist-Hydrauliköldruck p_IST und abhängig von einer Ist-Hydrauliköltemperatur T_IST des Getriebes 11 und abhängig von einem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom Q_SOLL Ansteuergrößen, nämlich das Ansteuermoment M_A-SOLL und die Ansteuerdrehzahl n_A-SOLL , mit welcher der Antrieb 12 angesteuert wird. M_A-SOLL und M_A-IST können einander entsprechen, ebenso n_A-SOLL und n_A-IST .
2 zeigt ein Signalflussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung des Ansteuermoments M_A-SOLL für den die Pumpe 10 antreibenden Antrieb 12.
Das Ansteuermoments M_A-SOLL für den Antrieb 12 der Pumpe 10 wird derart abhängig von einem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom Q_SOLL , von einem Ist-Hydrauliköldruck p_IST und einer Ist-Hydrauliköltemperatur T_IST ermittelt, das zunächst abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck p_IST und der Ist-Hydrauliköltemperatur T_IST über erste Polynomgleichungen, deren über ein Regressionsmodell ermittelte Polynomkoeffizienten zusammen mit den Polynomgleichungen steuerungsseitig hinterlegt sind, zunächst erste Funktionskoeffizienten berechnet werden.
Abhängig von diesen ersten Funktionskoeffizienten, die für eine steuerungsseitig hinterlegte erste empirische Funktion gültig sind, sowie abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom Q_SOLL wird über die erste empirische Funktion eine Reibmomentkomponente M_R des Ansteuermoments berechnet.
Die Reibmomentkomponente des Ansteuermoments wird mit einer Hydraulikmomentkomponente M_H des Ansteuermoments verrechnet, nämlich additiv überlagert, um so das Ansteuermoment zu berechnen.
In 2 entspricht der Block 14 dem Ist-Hydrauliköldruck p_IST . Der Block 15 entspricht der Ist-Hydrauliköltemperatur T_IST .
Diese Ist-Hydrauliköltemperatur T_IST und dieser Ist-Hydrauliköldruck p_IST werden dem Block 16 der 2 bereitgestellt.
Im Block 16 werden abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck p_IST des Blocks 14 und der Ist-Hydrauliköltemperatur T_IST des Blocks 15 über die ersten Polynomgleichungen die ersten Funktionskoeffizienten berechnet.
Als erste Polynomgleichungen werden vorzugsweise folgende Gleichungen verwendet: $a 1 = x 1 + x 2 * T_{I S T} * p_{I S T} + x 4 * T_{I S T}^{2} + x 5 * p_{I S T} * T_{I S T}$
$a 2 = e^{x 6 + x 7 * T_{I S T} + x 8 * p_{I S T} + x 9 * T_{I S T}^{2}}$
$a 3 = {(x 10 + x 11 * T_{I S T} + x 12 * p_{I S T} + x 13 * T_{I S T}^{2})}^{2}$
$a 4 = e^{x 14 + x 15 * T_{I S T} + x 16 * p_{I S T} + x 17 * p_{I S T}^{2}}$

wobei a1 bis a4 die Funktionskoeffizienten der ersten empirischen Funktion sind
wobei x1 bis x17 die Polynomkoeffizienten der ersten Polynomgleichungen sind,
wobei p_IST der Ist-Hydrauliköldruck ist,
wobei T_IST die Ist-Hydrauliköltemperatur ist.
Die Polynomkoeffizienten x1 bis x17 der obigen ersten Polynomgleichungen sind zusammen mit den ersten Polynomgleichungen in dem Steuergerät 13 des Kraftfahrzeuggetriebes steuerungsseitig hinterlegt.
Bei den Funktionskoeffizienten a1 bis a4 handelt es sich abhängig von diesen Polynomgleichungen bestimmte Funktionskoeffizienten der ersten empirischen Funktion, welche der Berechnung der Reibmomentkomponente des Ansteuermoments dient. Die Reibmomentkomponente des Ansteuermoments wird in Block 17 abhängig von den in Block 16 berechneten Funktionskoeffizienten a1 bis a4 sowie abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom Q_SOLL berechnet, wobei der angeforderte Soll-Hydraulikölvolumenstrom Q_SOLL im Block 18 bereitgestellt wird.
Als erste empirische Funktion der Reibmomentkomponente wird in Block 17 insbesondere folgende Funktion verwendet: $M_{R} = a 1 + a 2 * e^{a 3 * Q_{S O L L}} + \frac{a 4}{Q_{S O L L}}$

wobei M_R die Reibmomentkomponente des Ansteuermoments ist,
wobei a1 bis a4 die Funktionskoeffizienten der ersten empirische Funktion sind,
wobei Q_SOLL der angeforderte Soll-Hydraulikölvolumenstrom ist.
Das Ergebnis des Blocks 17 ist demnach die Reibmomentkomponente des Ansteuermoments.
Abhängig von der in Block 17 berechneten Reibmomentkomponente des Ansteuermoments sowie abhängig von einer in einem Block 19 berechneten Hydraulikmomentkomponente des Ansteuermoments wird in einem Block 20 die in Block 17 berechnete Reibmomentkomponente mit der im Block 19 berechneten Hydraulikmomentkomponente des Ansteuermoments additiv überlagert, um dann in Block 21 als Ausgangsgröße das Ansteuermoment für den Antrieb 12 der Pumpe 10 auszugeben.
Das Ansteuermoment wird mit folgenden Gleichungen berechnet $M_{A - S O L L} = M_{R} + M_{H}$
$M_{H} = \frac{0,05}{π} * K * p_{I S T}$

wobei M_A-SOLL das Ansteuermoment ist,
wobei M_R die Reibmomentkomponente des Ansteuermoments ist,
wobei M_H die Hydraulikmomentkomponente des Ansteuermoments ist,
wobei p_IST der Ist-Hydrauliköldruck ist,
wobei K eine pumpenabhängige Kenngröße ist.
Bei der pumpenabhängigen Kenngröße K, die dem Block 19 in einem Block 22 bereitgestellt wird, handelt es sich insbesondere um ein geometrisches Verdrängungsvolumen der Pumpe.
Auf die obige Art und Weise kann abhängig von einem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom Q_SOLL (Block 18) sowie abhängig von der Ist-Hydrauliköltemperatur T_IST (Block 15) sowie abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck p_IST (Block 14) über steuerungsseitig hinterlegte Gleichungen sowie steuerungsseitig hinterlegte Polynomkoeffizienten das Ansteuermoment mit geringem Speicherbedarf und geringem Rechenzeitbedarf genau berechnet werden.
Zusätzlich zu dem Ansteuermoment wird auch die Ansteuerdrehzahl abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom, abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck und der Ist-Hydrauliköltemperatur berechnet. Dies erfolgt derart, dass abhängig von dem herrschenden Ist-Hydrauliköldruck und der herrschenden Ist-Hydrauliköltemperatur im Getriebe 11 über zweite Polynomgleichungen, deren über ein Regressionsmodell ermittelte Polynomkoeffizienten zusammen mit den zweiten Polynomgleichungen wiederum steuerungsseitig hinterlegt sind, zweite Funktionskoeffizienten für eine zweite empirische Funktion berechnet werden. Abhängig von den zweiten Funktionskoeffizienten, die für die zweite steuerungsseitig hinterlegte empirische Funktion gültig sind, und abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom wird dann über die zweite empirische Funktion die Ansteuerdrehzahl berechnet.
Dies ist in dem Signalflussdiagramm der 3 visualisiert, wobei der Block 14 wiederum dem herrschenden Ist-Hydrauliköldruck, der Block 15 der herrschenden Ist- Hydrauliköltemperatur und der Block 18 dem Soll-Hydraulikölvolumenstrom entspricht. In einem Block 32 werden abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck des Blocks 14 und der Ist-Hydrauliköltemperatur des Blocks 15 über zweite Polynomgleichungen die zweiten Funktionskoeffizienten berechnet.
Als zweite Polynomgleichungen werden in Block 32 vorzugsweise folgende Gleichungen verwendet: $b 1 = y 1 + y 2 * p_{I S T}$
$b 2 = y 3 + y 4 * T_{I S T} + y 5 * p_{I S T}$
$b 3 = y 6 + y 7 * T_{I S T} + y 8 * p_{I S T}$
$b 4 = y 9 + y 10 * T_{I S T} + y 11 * p_{I S T} + y 12 * p_{I S T} * T_{I S T}$

wobei b1 bis b4 die Funktionskoeffizienten der zweiten empirischen Funktion sind,
wobei y1 bis y12 die Polynomkoeffizienten der zweiten Polynomgleichungen sind,
wobei p_IST der Ist-Hydrauliköldruck ist,
wobei T_IST die Ist-Hydrauliköltemperatur ist
Die Funktionskoeffizienten b1 bis b4 werden dann dem Block 23 bereitgestellt werden, um im Block 23 abhängig von den in Block 32 berechneten zweiten Funktionskoeffizienten und der steuerungsseitig hinterlegten zweiten empirischen Funktion sowie abhängig vom angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom des Blocks 18 die Ansteuerdrehzahl für den Antrieb 12 der Pumpe 10 zu berechnen und im Block 24 bereitzustellen.
Als zweite empirische Funktion für die Ansteuerdrehzahl wird in Block 23 vorzugsweise folgende Funktion verwendet: $n_{A - S O L L} = b 1 * Q_{S O L L}^{3} + b 2 * Q_{S O L L}^{2} + b 3 * Q_{S O L L} + b 4$

wobei n_A-SOLL die Ansteuerdrehzahl ist,
wobei b1 bis b4 die Funktionskoeffizienten der zweiten empirische Funktion sind,
wobei Q_SOLL der angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom ist.
Wie bereits ausgeführt, handelt es sich bei den obigen Polynomkoeffizienten x1 bis x17 sowie y1 bis y12 um Koeffizienten der Polynomgleichungen, die zusammen mit den Polynomgleichungen steuerungsseitig hinterlegt sind. Zusätzlich sind die empirischen Funktionen zur Berechnung der Reibmomentkomponente des Ansteuermoments sowie der Ansteuerdrehzahl steuerungsseitig hinterlegt. Bei Vorliegen einer Hydraulikölanforderung, nämlich bei getriebeseitiger Anforderung eines Soll-Hydraulikölvolumenstroms, kann dann abhängig von der herrschenden Ist-Hydrauliköltemperatur und dem herrschenden Ist-Hydrauliköldruck über die Polynomgleichungen sowie die empirischen Funktionsgleichungen das Ansteuermoment sowie die Ansteuerdrehzahl auf die oben beschriebene Art und Weise genau berechnet werden.
Unter Bezugnahme auf 4 wird ein Verfahren zur Ermittlung der steuerungsseitig hinterlegten Polynomkoeffizienten für das Verfahren zum Betreiben der Pumpe des Kraftfahrzeuggetriebes beschrieben.
Zunächst werden in einem Block 25 für unterschiedliche Hydrauliköldrücke, Hydrauliköltemperaturen und Hydraulikölvolumenströme Messgrößen bereitgestellt, nämlich messtechnische Antriebsmomente und Antriebsdrehzahlen der Pumpe 10, die an der Pumpe 10 auf konventionelle Art und Weise gemessen werden können.
Für den Fall, für den es sich bei den Messwerten um messtechnisch ermittelte Antriebsmomente der Pumpe 10 handelt, werden im Block 27 aus den messtechnisch ermittelten Antriebsmomenten Reibmomentkomponenten errechnet, nämlich durch Subtraktion von in Block 26 bereitgestellten Hydraulikmomentkomponenten, die in Block 27 von den messtechnisch ermittelten Antriebsmomenten subtrahiert werden, um die Reibmomentkomponenten zu berechnen.
Im Falle von messtechnisch erfassten Antriebsmomenten stellt demnach der Block 27 Reibmomentkomponenten der Antriebsmomente bereit, die vom Hydrauliköldruck, der Hydrauliköltemperatur und dem Hydraulikölvolumenstrom abhängig sind.
Im Falle von messtechnisch erfassten Antriebsdrehzahlen stellt der Block 25 Antriebsdrehzahlen bereit, die auch vom Hydrauliköldruck, der Hydrauliköltemperatur und dem Hydraulikölvolumenstrom abhängig sind. Im Falle von Antriebsdrehzahlen entfallen die Blöcke 26 und 27.
In einem Block 28 wird eine entsprechende empirische Funktion vorgegeben, und zwar für die Reibmomentkomponente des Antriebsmoments eine erste empirische Funktion in Abhängigkeit des Hydraulikölvolumenstroms und für die Antriebsdrehzahl eine zweite empirische Funktion in Abhängigkeit des Hydraulikölvolumenstroms, die bereits oben angegeben wurden.
In einem nachfolgenden Block 29 werden die Funktionskoeffizienten dieser empirischen Funktionen über eine Fitfunktion, zum Beispiel über die Methode der kleinsten Fehlerquadrate, bestimmt, wobei die hierbei ermittelten Funktionskoeffizienten der empirischen Funktionen von dem Hydrauliköldruck und der Hydrauliköltemperatur abhängig sind.
In einem nachfolgenden Block 30 werden für jeden Funktionskoeffizienten, der von der Hydrauliköltemperatur und dem Hydrauliköldruck abhängig ist, über ein Regressionsmodell Polynomkoeffizienten einer jeweiligen Polynomgleichung bestimmt, vorzugsweise wiederum über eine Methode der kleinsten Fehlerquadrate, wobei dann in einem Block 31 als Ergebnis die Polynomkoeffizienten der Polynomgleichungen vorliegen. Die Polynomgleichungen sind von Hydrauliköltemperatur und dem Hydrauliköldruck abhängig.
Die in Block 31 ermittelten Polynomkoeffizienten werden zusammen mit den Polynomgleichungen und den empirischen Funktionsgleichungen im Steuergerät 13 gespeichert, um dann in Abhängigkeit derer bei Vorliegen eines angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstroms in Abhängigkeit von dem herrschenden Ist-Hydrauliköldruck und der herrschenden Ist-Hydrauliköltemperatur eine Ansteuerdrehzahl und ein Ansteuermoment zu berechnen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Steuergerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich zum Betreiben einer Pumpe eines Kraftfahrzeuggetriebes. Bei dem Steuergerät handelt es sich vorzugsweise um ein elektrisches bzw. elektronisches Getriebesteuergerät, welches das erfindungsgemäße Verfahren steuerungsseitig ausführt.
Das Steuergerät 13 hierzu hardwareseitige Mittel und softwareseitige Mittel aufweist.
Zu den hardwareseitigen Mitteln zählen Datenschnittstellen, um mit den an der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligten Baugruppen, so zum Beispiel mit dem Getriebe 11, der Pumpe 10 bzw. dem Antrieb 12, Daten auszutauschen. Ferner zählen zu den hardwareseitigen Baugruppen ein Prozessor zur Datenverarbeitung und ein Speicher zur Datenspeicherung.
Bei den softwareseitigen Baugruppen des Steuerungsgeräts handelt es sich um Programmbausteine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Steuergerät 13 ermittelt abhängig von einem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom, abhängig von einem herrschenden Ist-Hydrauliköldruck und einer herrschenden Ist-Hydrauliköltemperatur einerseits das Ansteuermoment und andererseits die Ansteuerdrehzahl für die Pumpe bzw. den Antrieb der Pumpe, und zwar auf die oben beschriebene Art und Weise, indem das Steuergerät zunächst abhängig vom Hydrauliköldruck und der Hydrauliköltemperatur über Polynomgleichungen Funktionskoeffizienten der entsprechenden empirischen Funktion und nachfolgend über die entsprechende empirische Funktion die Reibmomentkomponente des Ansteuermoments oder die Ansteuerdrehzahl berechnet. Die Reibmomentkomponente des Ansteuermoments wird noch mit der Hydraulikmomentkomponente des Ansteuermoments verrechnet, um das Ansteuermoment zu berechnen.
Mit der Erfindung ist eine genaue Ansteuerung einer Pumpe eines Kraftfahrzeuggetriebes möglich, die weder speicherplatzintensiv noch rechenintensiv ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass die oben angegebenen empirischen Funktionen insbesondere für Flügelzellenpumpen gültig sind. Bei anderen Pumpentypen können die obigen empirischen Funktionen angepasst werden.
Bezugszeichenliste

10: Pumpe
11: Getriebe
12: Antrieb
13: Steuergerät
14: Block Ist-Hydrauliköldruck
15: Block Ist-Hydrauliköltemperatur
16: Block erste Polynomgleichungen
17: Block erste empirische Funktion
18: Block Soll-Hydraulikölvolumenstrom
19: Block Hydraulikmomentkomponente
20: Block Addition
21: Block Ansteuermoment
22: Block Pumpenkenngröße
23: Block zweite empirische Funktion
24: Block Ansteuerdrehzahl
25: Block Messwerte
26: Block
27: Block Subtraktion
28: Block empirische Funktion
29: Block Fitparameter
30: Block Regressionsmodell
31: Block Polynomkoeffizienten
32: Block zweite Polynomgleichungen

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Pumpe (10) eines Getriebes (11) eines Kraftfahrzeugs, die das Getriebe (11) mit Hydrauliköl versorgt, wobei abhängig von einem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom, von einem Ist-Hydrauliköldruck und von einer Ist-Hydrauliköltemperatur einerseits ein Ansteuermoment und anderseits eine Ansteuerdrehzahl für die Pumpe (10) oder einen die Pumpe (10) antreibenden Antrieb (12) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuermoment abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom, abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck und der Ist-Hydrauliköltemperatur derart rechnerisch ermittelt wird, dass abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck und der Ist-Hydrauliköltemperatur über erste Polynomgleichungen, deren über ein Regressionsmodell ermittelte Polynomkoeffizienten steuerungsseitig hinterlegt sind, zunächst erste Funktionskoeffizienten berechnet werden, abhängig von den ersten Funktionskoeffizienten, die für eine steuerungsseitig hinterlegte erste empirische Funktion gültig sind, und abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom über die erste empirische Funktion eine Reibmomentkomponente des Ansteuermoments berechnet wird, die Reibmomentkomponente des Ansteuermoments mit einer Hydraulikmomentkomponente des Ansteuermoments verrechnet wird, um so das Ansteuermoment zu berechnen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als erste empirische Funktion der Reibmomentkomponente des Ansteuermoments folgende Funktion verwendet wird: $M_{R} = a 1 + a 2 * e^{a 3 * Q_{S O L L}} + \frac{a 4}{Q_{S O L L}}$
wobei M_R die Reibmomentkomponente des Ansteuermoments ist, wobei a1 bis a4 Funktionskoeffizienten der ersten empirischen Funktion sind, und wobei Q_SOLL der angeforderte Soll-Hydraulikölvolumenstrom ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als erste Polynomgleichungen folgende Gleichungen verwendet werden: $a 1 = x 1 + x 2 * T_{I S T} + x 3 * p_{I S T} + x 4 * T_{I S T}^{2} + x 5 * p_{I S T} * T_{I S T}$
$a 2 = e^{x 6 + x 7 * T_{I S T} + x 8 * p_{I S T} + x 9 * T_{I S T}^{2}}$
$a 3 = {(x 10 + x 11 * T_{I S T} + x 12 * p_{I S T} + x 13 * T_{I S T}^{2})}^{2}$
$a 4 = e^{x 14 + x 15 * T_{I S T} + x 16 * p_{I S T} + x 17 * p_{I S T}^{2}}$
wobei a1 bis a4 Funktionskoeffizienten der ersten empirischen Funktion sind, wobei x1 bis x17 Polynomkoeffizienten der ersten Polynomgleichungen sind, wobei p_IST der Ist-Hydrauliköldruck ist, und wobei T_IST die Ist-Hydrauliköltemperatur ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuermoment mit folgenden Gleichungen berechnet wird: $M_{A - S O L L} = M_{R} + M_{H}$
$M_{H} = \frac{0,05}{π} * K * p_{I S T}$
wobei M_A-SOLL das Ansteuermoment ist, wobei M_R die Reibmomentkomponente und M_H die Hydraulikmomentkomponente des Ansteuermoments sind, wobei p_IST der Hydrauliköldruck ist, und wobei K eine pumpenabhängige Kenngröße ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerdrehzahl abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom, abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck und der Ist-Hydrauliköltemperatur derart rechnerisch ermittelt wird, dass abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck und der Ist-Hydrauliköltemperatur über zweite Polynomgleichungen, deren über eine Regressionsmodell ermittelte Polynomkoeffizienten steuerungsseitig hinterlegt sind, zunächst zweite Funktionskoeffizienten berechnet werden, abhängig von den zweiten Funktionskoeffizienten, die für eine steuerungsseitig hinterlegte zweite empirische Funktion gültig sind, und abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom über die zweite empirische Funktion die Ansteuerdrehzahl berechnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als zweite empirische Funktion der Ansteuerdrehzahl folgende Funktion verwendet wird: $n_{A - S O L L} = b 1 * Q_{S O L L}^{3} + b 2 * Q_{S O L L}^{2} + b 3 * Q_{S O L L} + b 4$
wobei n_A-SOLL die Ansteuerdrehzahl ist, wobei b1, b2, b3 und b4 Funktionskoeffizienten der zweiten empirischen Funktion sind, und wobei Q_SOLL der angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als zweite Polynomgleichungen folgende Gleichungen verwendet werden: $b 1 = y 1 + y 2 * p_{I S T}$
$b 2 = y 3 + y 4 * T_{I S T} + y 5 * p_{I S T}$
$b 3 = y 6 + y 7 * T_{I S T} + y 8 * p_{I S T}$
$b 4 = y 9 + y 10 * T_{I S T} + y 11 * p_{I S T} + y 12 * p_{I S T} * T_{I S T}$
wobei b1 bis b4 Funktionskoeffizienten der zweiten empirischen Funktion sind, wobei y1 bis y12 Polynomkoeffizienten der zweiten Polynomgleichungen sind, wobei p_IST der Ist-Hydrauliköldruck ist, und wobei T_IST die Ist-Hydrauliköltemperatur ist.
Verfahren zur Ermittlung der steuerungsseitig hinterlegten Polynomkoeffizienten für das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst für unterschiedliche Hydrauliköldrücke, Hydrauliköltemperaturen und Hydraulikölvolumenströme messtechnisch Antriebsmomente und Antriebsdrehzahlen der Pumpe erfasst werden, die jeweils von dem Hydrauliköldruck, der Hydrauliköltemperatur und dem Hydraulikölvolumenstrom abhängig sind, aus den messtechnisch ermittelten Antriebsmomenten Reibmomentkomponenten errechnet werden, nämlich durch Subtraktion von Hydraulikmomentkomponenten, für die Reibmomentkomponenten und die Antriebsdrehzahlen, die jeweils von dem Hydrauliköldruck, der Hydrauliköltemperatur und dem Hydraulikölvolumenstrom abhängig sind, empirische Funktionen in Abhängigkeit des Hydraulikölvolumenstroms vorgegeben werden, Funktionskoeffizienten der empirischen Funktionen über eine Fitfunktion bestimmt werden, wobei die ermittelten Funktionskoeffizienten von dem Hydrauliköldruck und der Hydrauliköltemperatur abhängig sind, für jeden Funktionskoeffizienten, der von der Hydrauliköltemperatur und dem Hydrauliköldruck anhängig ist, Polynomkoeffizienten einer jeweiligen Polynomgleichung über ein Regressionsmodell bestimmt werden.
Steuergerät zum Betreiben einer Pumpe (10) eines Getriebes (11) eines Kraftfahrzeugs, wobei dasselbe abhängig von einem Soll-Hydraulikölvolumenstrom, einem Ist-Hydrauliköldruck und einer Ist-Hydrauliköltemperatur einerseits ein Ansteuermoment und anderseits eine Ansteuerdrehzahl für die Pumpe (10) oder einen die Pumpe (10) antreibenden Antrieb (12) ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe das Ansteuermoment abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom, abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck und der Ist-Hydrauliköltemperatur derart rechnerisch ermittelt, dass dasselbe abhängig von dem Ist-Hydrauliköldruck und der Ist-Hydrauliköltemperatur über erste Polynomgleichungen, deren über ein Regressionsmodell ermittelte Polynomkoeffizienten steuerungsseitig hinterlegt sind, zunächst erste Funktionskoeffizienten berechnet, dasselbe abhängig von den ersten Funktionskoeffizienten, die für eine steuerungsseitig hinterlegte erste empirische Funktion gültig sind, und abhängig von dem angeforderten Soll-Hydraulikölvolumenstrom über die erste empirische Funktion eine Reibmomentkomponente des Ansteuermoments berechnet wird, dasselbe die Reibmomentkomponente des Ansteuermoments mit einer Hydraulikmomentkomponente des Ansteuermoments verrechnet wird, um so das Ansteuermoment zu berechnen.
Steuergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dasselbe das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 steuerungsseitig ausführt.