DE102019132770B3 - Zweiflutige Pumpeneinheit und Verfahren zur Steuerung dieser - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpeneinheit (100) und ein Verfahren zur Steuerung dieser insbesondere zur Betätigung und/oder Versorgung zumindest einer Komponente eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mittels zumindest eines Sollvolumenstroms (QSoll), wobei eine Pumpe (105) mit zumindest einem Kanal (120) für den zumindest einen Sollvolumenstrom (QSoll) von einem Elektromotor (110) drehangetrieben ist und ein Drehzahlregler (125) zur Einstellung des zumindest einen Sollvolumenstroms (QSoll) mittels einer Drehzahlsteuerung der Pumpe (105) vorgesehen ist. Um die Ermittlung einer Solldrehzahl (nset) robust und mit minimiertem Rechenaufwand einzustellen, ist zur Drehzahlsteuerung eine Ermittlung der Solldrehzahl (nset) anhand einer Fixpunktiteration einer Initialdrehzahl während des Betriebs der Pumpe (105) vorgesehen.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Pumpeneinheit und ein Verfahren zur Steuerung dieser insbesondere zur Betätigung und/oder Versorgung zumindest einer Komponente eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mittels zumindest eines Sollvolumenstroms, wobei eine Pumpe mit zumindest einem Kanal für den zumindest einen Sollvolumenstrom von einem Elektromotor drehangetrieben ist und ein Drehzahlregler zur Einstellung des zumindest einen Volumenstroms mittels einer Drehzahlsteuerung der Pumpe vorgesehen ist.
• Die DE 10 2017 222 593 A1 offenbart ein Verfahren und eine Steuervorrichtung zur Bestimmung eines Soll-Saugrohrdrucks einer Verbrennungskraftmaschine.
  Die DE 10 2017 214 001 B3 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Einspritzsystem.
  Die DE 10 2013 008 741 B3 offenbart ein Hydrauliksystem für ein Doppelkupplungsgetriebe eines Kraftfahrzeugs.
  Die DE 10 2007 047 724 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Hydraulikaggregats.
  Die DE 10 2004 007 154 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb einer Pumpe mit einer Steuerung und einer Regelung.
  Die DE 101 12 702 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einer Vorförderpumpe und einer Hochdruckpumpe.
• Aus der Druckschrift DE 10 2011 100 845 A1 ist eine zweiflutige Pumpeneinheit bekannt, wobei eine erste Pumpe vorwiegend der Kühlung von Komponenten eines Antriebsstrangs und eine zweite Pumpe der Betätigung einer Doppelkupplung dient. Beide Pumpen sind mittels eines Hydraulikventils mit einem Druckspeicher verbindbar. Beide Pumpen sind mittels einer Drehzahlsteuerung eines diese antreibenden Elektromotors gesteuert, wobei eine der Pumpen mittels einer Kupplung mit dem Elektromotor trennbar verbunden ist.
• Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer elektrisch angeordneten Pumpeneinheit sowie die Weiterbildung des Verfahrens zu deren Steuerung. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, eine robust und mit minimiertem Rechenaufwand steuerbare Pumpeneinheit und ein Verfahren zur Steuerung dieser vorzuschlagen.
  Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Die von den Ansprüchen 1 beziehungsweise 5 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Gegenstände dieser Ansprüche 1 wieder.
  Die vorgeschlagene Pumpeneinheit dient insbesondere der Betätigung und/oder Versorgung zumindest einer Komponente eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs. Beispielsweise kann mittels der Pumpeneinheit mittels einer ersten Pumpenflut, die einen Hochdruckkanal versorgt, eine Kupplung, beispielsweise eine Trennkupplung zwischen einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine eines hybridischen Antriebsstrangs, zumindest eine Reibungskupplung zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Getriebe, eine Parksperre, ein oder beide axial verlagerbare Scheiben eines Variators eines stufenlos verstellbaren Umschlingungsmittelgetriebes oder dergleichen betätigt werden. Zusätzlich kann beispielsweise mittels einer zweiten Pumpenflut, die einen Niederdruckkanal versorgt, eine Kühlung einer Kupplung, der Scheibensätze des Umschlingungsmittels oder dergleichen sowie deren Schmierung vorgesehen sein. Die Pumpeneinheit stellt durch Einstellung einer entsprechenden Drehzahl bei gegebenem Verdrängungsvolumen und Wirkungsgrad einen Volumenstrom an dem entsprechenden Kanal - Hochdruck- und/oder Niederdruckkanal - ein. Die zumindest eine ein- oder zweiflutige Pumpe der Pumpeneinheit ist hierbei mittels eines Elektromotors drehangetrieben. Der Elektromotor ist zur Einstellung einer Drehzahl zur Bereitstellung des zumindest einen Volumenstroms mittels einer Steuereinheit mit einem Drehzahlregler, der eine Drehzahlsteuerung des Elektromotors und damit der Pumpe vorsieht, gesteuert.
  Die Einstellung eines vorgegebenen Volumenstroms wie Sollvolumenstroms erfolgt anhand der Solldrehzahl abhängig von dem Verdrängungsvolumen der Pumpe und deren Wirkungsgrad. Hierbei wird von dem Drehzahlregler eine Initialdrehzahl ausgegeben und die Solldrehzahl anhand einer Fixpunktiteration dieser Initialdrehzahl während des Betriebs der Pumpe ermittelt.
  Die Pumpeneinheit kann hierbei eine einflutige oder eine zweiflutige Pumpe aufweisen. Bei einer zweiflutigen Pumpe kann die Pumpeneinheit einen ersten Hochdruckkanal zur Betätigung einer Komponente und einen zweiten Niederdruckkanal zur Versorgung einer Komponente aufweisen. Gemäß einer besonderen Ausführungsform können der Hochdruckkanal und der Niederdruckkanal einer zweiflutigen Pumpe mittels eines Druckbegrenzungsventils miteinander verbunden sein.
  Das vorgeschlagene Verfahren dient der Steuerung der vorgenannten Pumpeneinheit mit ihren genannten Ausprägungen. Hierbei wird bei einem systembedingt vorgegebenen Wirkungsgrad der Pumpe und einem notwendigen Sollvolumenstrom zur Erfüllung der Aufgabe der Pumpeneinheit eine Initialdrehzahl der Pumpe ermittelt, beispielsweise geschätzt und der Elektromotor mit dieser Initialdrehzahl betrieben. Die sich aus dem Verdrängungsvolumen der Pumpe und deren volumetrischer Wirkungsgrad, welcher beispielsweise eine Funktion der Drehzahl der Pumpe, der Temperatur des Pumpenfluids und dergleichen abhängig sein kann, ergebende Solldrehzahl ist für den notwendigen, das heißt, einzustellenden Sollvolumenstrom nicht unmittelbar einstellbar. Zur Ermittlung und Einstellung der Solldrehzahl der Pumpe wird daher anhand der eingestellten Initialdrehzahl und einer vorgegebenen Anzahl von Iterationsschritten und des Sollvolumenstroms bei bekanntem Verdrängungsvolumen ein Korrekturwert ermittelt, mit der aus der Initialdrehzahl die Solldrehzahl ermittelt und eingestellt wird. Die Solldrehzahl n_set ergibt sich dabei aus der Gleichung (1) aus $${\text{n}}_{\text{set}}={\text{Q}}_{\text{Soll}}/\left({\text{V}}_{\text{d}}*{\mathrm{\eta }}_{\text{V}}\right)$$

  

  mit dem Sollvolumenstrom Q_Soll und dem Verdrängungsvolumen V_d der Pumpe sowie dem volumetrischen Wirkungsgrad η_v . Hierbei ergeben sich bei jedem Iterationsschritt jeweils verringerte Korrekturwerte, welche mit zunehmender Anzahl die Solldrehzahl verbessern. Der Wirkungsgrad η_v kann beispielsweise aus in der Steuereinheit abgelegten Tabellen (loop-tables) ausgelesen und interpoliert werden. Alternativ kann in guter Näherung der für die Pumpe bekannte maximale Wirkungsgrad oder ein Wirkungsgrad gleich eins eingesetzt werden.
  Aufgrund der mit der Anzahl der Iterationsschritte wechselweise mit Über- und Unterkompensation der Korrekturwerte an die gewünschte Solldrehzahl annähernden Drehzahl des Elektromotors kann es aus Sicherheitsgründen vorteilhaft sein, die Solldrehzahl zumindest während des Anpassungsvorgangs während der Fixpunktiteration auf ungerade Anzahlen zu beschränken, so dass zu Lasten eines ökonomischen Betriebs stets eine funktionssichere Solldrehzahl ermittelt und eingestellt wird. Für die meisten Anwendungsfälle kann beispielsweise die Fixpunktiteration mit ausreichender Genauigkeit der Solldrehzahl auf eins beschränkt werden, das heißt, es ist ausreichend, lediglich einen Iterationsschritt mit einem einzigen Korrekturwert zu ermitteln und die Initialdrehzahl mit diesem Korrekturwert zu korrigieren, um eine ausreichend genaue Solldrehzahl zu erhalten.
  Es kann weiterhin vorteilhaft sein, die aus dem zumindest einen Iterationsschritt bestimmte Solldrehzahl mit einem Sicherheitswert zu beaufschlagen. Beispielsweise kann die ermittelte Solldrehzahl mit einem Sicherheitsfaktor beaufschlagt werden oder es kann ein Sicherheitssummand addiert werden. Der Sicherheitswert kann konstant oder an die Betriebssituation, beispielsweise Betriebsalter, Temperatur, Solldrehzahl und/oder dergleichen adaptiert ausgebildet sein.
  Bei einer einflutigen Pumpe ist dabei ausreichend, wenn die Solldrehzahl den Sollvolumenstrom des einzigen Kanals berechnet. Bei einer zweiflutigen Pumpe mit zwei Kanälen, insbesondere einem Hochdruckkanal und einem von diesem getrennten Niederdruckkanal ist es vorteilhaft, die Solldrehzahl mittels der vorgeschlagenen Fixpunktiteration für jeden zu bestimmen und die zweiflutige Pumpe mit der maximal für einen der beiden Sollvolumenströme notwendigen Solldrehzahl zu betreiben. Hierbei kann alternativ oder zusätzlich der bezüglich seiner Funktion priorisierte Kanal, beispielsweise bei Betätigung einer Komponente der Hochdruckkanal oder bei kritischer Temperatur oder Schmierung der Niederdruckkanal bevorzugt werden und dessen notwendige Solldrehzahl eingestellt werden.
  Bei einer zweiflutigen Pumpe mit zwei Kanälen, nämlich einem Hochdruckkanal und einem mit diesem mittels einer hydraulischen Kopplung, beispielsweise eines Überdruckventils verbundenen Niederdruckkanal kann nach jedem Iterationsschritt für jeden Kanal eine Solldrehzahl bestimmt werden. Aus diesen beiden Solldrehzahlen kann die maximal für einen der beiden Sollvolumenströme notwendige Solldrehzahl bestimmt werden. Die Solldrehzahl für die aktuell wichtigste Funktion kann priorisiert werden. Anschließend oder vor der Priorisierung kann die ausgewählte Solldrehzahl iterativ mit einer Größe eines Volumenaustauschs über die hydraulische Kopplung, beispielsweise eines Volumenverlusts über das Überdruckventil korrigiert werden. Diese Größe des Volumenaustauschs kann aus den aktuellen Wirkungsgraden der Pumpe bei aktueller Drehzahl des Niederdruckkanals und des Hochdruckkanals bestimmt werden.
• Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese zeigen:
• 1 einen schematischen Hydraulikplan für eine einflutige Pumpeneinheit,
• 2 ein Verfahren zum Betrieb der Pumpeneinheit der 1 unter Verwendung einer Fixpunktiteration,
• 3 einen schematischen Hydraulikplan für eine zweiflutige Pumpeneinheit,
• 4 ein Verfahren zum Betrieb der Pumpeneinheit der 3 unter Verwendung einer Fixpunktiteration,
• 5 einen schematischen Hydraulikplan für eine zweiflutige Pumpeneinheit mit einer hydraulischen Kopplung der Kanäle,
• 6 ein Verfahren zum Betrieb der Pumpeneinheit der 5 unter Verwendung einer Fixpunktiteration.
Die 1 zeigt in schematisch vereinfachter Darstellung die Pumpeneinheit 100 mit der einflutigen, von dem Elektromotor 110 drehangetriebenen Pumpe 105, welche aus dem Sumpf 115 Hydraulikfluid ansaugt und in den Kanal 120 den Sollvolumenstrom Q_Soll beispielsweise zur Betätigung einer hydraulisch betätigten Kupplung, Parksperre oder Bremse einleitet.
• Der Sollvolumenstrom Q_Soll , wird mittels des Drehzahlreglers 125 aus der Solldrehzahl n_set und der aktuellen Istdrehzahl n_act der Pumpe 105 eingeregelt.
  Die Ermittlung der Solldrehzahl n_set der Pumpe 105 der 1 erfolgt mittels der in 2 dargestellten Routine 130. In Block 135 wird die Pumpe 105 mit der Initialdrehzahl n_l betrieben, die aus dem Quotienten des gewünschten Sollvolumenstroms Q_Soll und dem Verdrängungsvolumen V_d der Pumpe 105 gebildet ist. In der Fixpunktiteration 140 wird bei laufender Pumpe 105 in einem Durchlauf von einem oder mehreren Iterationsschritten aus der Tabelle in Block 145 mit dem Kennfeld der drehzahlabhängigen Wirkungsgrade η_v und gegebenenfalls weiterer Größen wie beispielsweise Temperatur des Hydraulikfluids und dergleichen der aktuellen Drehzahl n_act der Pumpe 105 beispielsweise durch Interpolation zugeordnet. Die Solldrehzahl n_set wird danach in Block 150 aus dem Quotienten des Sollvolumenstroms Q_Soll und dem mit dem Wirkungsgrad η_v korrigierten Verdrängungsvolumen V_d bestimmt. Zur Durchführung gegebenenfalls weiterer Iterationsschritte 155 wird in Block 145 verzweigt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine ungerade Anzahl von Iterationsschritten, insbesondere - wie gezeigt - lediglich einen Iterationsschritt durchzuführen. Am Ende der Fixpunktiteration 140 kann in Block 160 die Solldrehzahl n_set mit einem Sicherheitswert beaufschlagt, wie hier gezeigt mit dem Sicherheitsfaktor F größer eins multipliziert werden.
  Die 3 zeigt in schematisch vereinfachter Darstellung die Pumpeneinheit 200 mit der zweiflutigen, von dem Elektromotor 210 drehangetriebenen Pumpe 205, welche aus dem Sumpf 215 Hydraulikfluid ansaugt und in die beiden Kanäle, nämlich den Niederdruckkanal 220 und den Hochdruckkanal 221 die Sollvolumenströme Q_Cool , Q_Sys beispielsweise zur Kühlung beziehungsweise Schmierung hydraulischer Komponenten und zur Betätigung einer hydraulisch betätigten Kupplung, Bremse oder Parksperre einleitet.
  Die Sollvolumenströme Q_Cool , Q_Sys werden mittels des Drehzahlreglers 225 aus der Solldrehzahl n_set und der aktuellen Istdrehzahl n_act der Pumpe 205 eingeregelt. Hierbei ist das Verhältnis der Sollvolumenströme Q_Cool , Q_Sys zueinander durch die Verdrängungsvolumina und die Wirkungsgrade der zweiflutigen Pumpe 205 vorgegeben. Vorteilhafterweise sind die Verdrängungsvolumina für die beiden Kanäle ähnlich ausgebildet.
  Entsprechend der Ermittlung der Solldrehzahl n_set der Pumpeneinheit 100 der 1 erfolgt die Ermittlung der Solldrehzahlen n_set,LP , n_set,HP zur Einstellung der Sollvolumenströme Q_Cool , Q_Sys der Pumpe 205 der 3 in der Routine 230 der 4 gezeigt jeweils getrennt voneinander.
  In Block 237 wird die Pumpe 205 mit der Initialdrehzahl n_l Drehzahl betrieben, die jeweils den Initialdrehzahlen n_l,LP , n_l,HP der Blöcke 235, 236 entsprechen, die aus den Quotienten der gewünschten Sollvolumenströme Q_Cool , Q_Sys und den Verdrängungsvolumen V_d,LP , V_d,HP der Pumpe 205 gebildet ist. In der Fixpunktiteration 240 wird bei laufender Pumpe 205 in einem Durchlauf von einem oder mehreren Iterationsschritten 255 aus den jeweiligen Blöcken 245, 246 mit den Kennfeldern der drehzahlabhängigen Wirkungsgrade η_V,LP , η_V,HP und gegebenenfalls weiterer Größen wie beispielsweise der Temperatur des Hydraulikfluids und dergleichen der aktuellen Drehzahl n_act der Pumpe 205 beispielsweise durch Interpolation zugeordnet. Die Solldrehzahlen n_set,LP , n_set,HP werden danach in den Blöcken 250, 251 aus den Quotienten der Sollvolumenströme Q_Cool , Q_Sys und dem mit den Wirkungsgraden η_V,LP , η_V,HP korrigierten Verdrängungsvolumen V_d,LP , V_d,HP bestimmt.
• Zur robusten und sicheren Durchführung sowohl der Schmierung/Kühlung von Komponenten mittels des Sollvolumenstroms Q_Cool als auch zur Betätigung von Komponenten mittels des Sollvolumenstroms Qsys werden die Solldrehzahlen n_set,LP , n_setHP der Blöcke 250, 251 in dem Block 265 miteinander verglichen und die Solldrehzahl n_set,Basis aus der höchsten der beiden Solldrehzahlen n_set,LP , n_set,Hp bestimmt. Diese Solldrehzahl n_set,Basis dient zur Korrektur der Pumpe 205.
  Zur Durchführung gegebenenfalls weiterer Iterationsschritte 255 wird nach Block 265 in Block 245 verzweigt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, eine ungerade Anzahl von Iterationsschritten, insbesondere - wie gezeigt - lediglich einen Iterationsschritt durchzuführen.
  Am Ende der Fixpunktiteration 240 kann in Block 260 die Solldrehzahl n_set,Basis mit einem Sicherheitswert beaufschlagt, wie hier gezeigt mit dem Sicherheitsfaktor F größer eins multipliziert werden.
  Die 5 zeigt die gegenüber der Pumpeneinheit 200 der 3 ähnliche Pumpeneinheit 300 in schematisch vereinfachter Darstellung mit der zweiflutigen, von dem Elektromotor 310 drehangetriebenen Pumpe 305, welche aus dem Sumpf 315 Hydraulikfluid ansaugt und in die beiden Kanäle, nämlich den Niederdruckkanal 320 und den Hochdruckkanal 321 die Sollvolumenströme Q_Cool , Q_Sys beispielsweise zur Kühlung beziehungsweise Schmierung hydraulischer Komponenten und zur Betätigung einer hydraulisch betätigten Kupplung, Bremse oder Parksperre einleitet.
  Die Sollvolumenströme Q_Cool , Q_Sys werden mittels des Drehzahlreglers 325 aus der Solldrehzahl n_set und der aktuellen Istdrehzahl n_act der Pumpe 305 eingeregelt. Hierbei ist das Verhältnis der Sollvolumenströme Q_Cool , Q_Sys zueinander durch die Verdrängungsvolumina und die Wirkungsgrade der zweiflutigen Pumpe 305 vorgegeben. Vorteilhafterweise sind die Verdrängungsvolumina für die beiden Kanäle ähnlich ausgebildet.
  Im Unterschied zu der Pumpeneinheit 200 ist in der Pumpeneinheit 300 die hydraulische Kopplung 370 zwischen dem Hochdruckkanal 321 und dem Niederdruckkanal 320 vorgesehen, so dass die Sollvolumenströme Q_Cool und Q_Sys voneinander abhängig ausgebildet sind. Die hydraulische Kopplung 370 ist durch das Druckbegrenzungsventil 375 gebildet, welches von dem Systemdruck des Hochdruckkanals 321 gesteuert ist und einen sich einstellenden Überdruck des Hochdruckkanals 321 in den Niederdruckkanal 320 ableitet, so dass dessen Sollvolumenstrom Q_Cool gegebenenfalls ansteigt.
  In der in der 6 dargestellten Routine 330 ist die Steuerung der Sollvolumenströme Q_Cool , Qsys für die Pumpeneinheit 300 der 5 anhand der Solldrehzahl n_set,Basis gezeigt. Hierbei entspricht die Routine 330 der Routine 230 der 4 bis zur Ermittlung der Solldrehzahl n_set,Basis in Block 265. Die in Block 365 der Routine 330 oder in einem anderen Ermittlungsverfahren entsprechend ermittelte Solldrehzahl n_set,Basis wird in der zusätzlichen Fixpunktiteration 380 an den Einfluss der hydraulischen Kopplung 370 angepasst. Auf die Ermittlung der Solldrehzahl n_set,Basis wird auf die Vorgehensweise der Routine 230 der 4 verwiesen.
  Der Einfluss der hydraulischen Kopplung 370 wird korrigiert, indem anhand der vorhergehend ermittelten Solldrehzahl n_set,Basis jeweils aus den Blöcken 345, 346 erneut die Wirkungsgrade η_v,HP , η_v,LP beispielsweise mittels Interpolation ermittelt werden. In Block 385 wird aus der Solldrehzahl n_set,Basis die korrigierte Solldrehzahl n_set,erw unter Berücksichtigung der ermittelten Wirkungsgrade η_v,HP , η_v,LP ermittelt. Die korrigierte Solldrehzahl ergibt sich aus dem Quotienten des Zählers mit dem Sollvolumenstrom Q_Sys des Hochdruckkanals 321 plus dem Produkt des Wirkungsgrads η_v,LP der Pumpenflut für den Niederdruckkanal 320, dem Verdrängungsvolumen V_d,LP der Pumpenflut für den Niederdruckkanal 320 und der aktuellen Solldrehzahl n_set,Basis und dem Nenner mit der Summe der Produkte der Wirkungsgrade η_v,HP , η_v,LP jeweils multipliziert mit den Verdrängungsvolumina V_d,HP , V_d,LP der Pumpenfluten des Hochdruckkanals 321 und des Niederdruckkanals 320.
  Falls ein oder mehrere Iterationsschritte 390, insbesondere eine Anzahl von ungeraden Iterationsschritten gewünscht sind, wird auf die jeweils aktuelle ermittelte erweiterte Solldrehzahl n_set,erw am Anfang der Fixpunktiteration verzweigt.
  Am Ende der Fixpunktiteration 380 kann in Block 360 die Solldrehzahl n_set,erw mit einem Sicherheitswert beaufschlagt, wie hier gezeigt mit dem Sicherheitsfaktor F größer eins multipliziert werden.
  Durch die gezeigte Fixpunktiteration 380 kann auf mehrdimensionale, den hydraulischen Einfluss der hydraulischen Kopplung 370 abbildende Tabellen und deren aufwändige algorithmische Berücksichtigung verzichtet werden.
• Bezugszeichenliste

100

Pumpeneinheit

105

Pumpe

110

Elektromotor

115

Sumpf

120

Kanal

125

Drehzahlregler

130

Routine

135

Block

140

Fixpunktiteration

145

Block

150

Block

155

Iterationsschritt

160

Block

200

Pumpeneinheit

205

Pumpe

210

Elektromotor

215

Sumpf

220

Niederdruckkanal

221

Hochdruckkanal

225

Drehzahlregler

230

Routine

235

Block

236

Block

237

Block

240

Fixpunktiteration

245

Block

246

Block

250

Block

251

Block

255

Iterationsschritt

260

Block

265

Block

300

Pumpeneinheit

305

Pumpe

310

Elektromotor

315

Sumpf

320

Niederdruckkanal

321

Hochdruckkanal

325

Drehzahlregler

330

Routine

345

Block

346

Block

360

Block

365

Block

370

hydraulische Kopplung

375

Druckbegrenzungsventil

380

Fixpunktiteration

385

Block

390

Iterationsschritt

F

Sicherheitsfaktor

n_act

aktuelle Istdrehzahl

n_l

Initialdrehzahl

n,_lHP

Initialdrehzahl

n_l,LP

Initialdrehzahl

n_set,HP

Solldrehzahl

n_set,LP

Solldrehzahl

n_set

Solldrehzahl

n_set,Basis

Solldrehzahl

n_set,erw

Solldrehzahl

Q_Cool

Sollvolumenstrom

Q_Soll

Sollvolumenstrom

Q_Sys

Sollvolumenstrom

V_d

Verdrängungsvolumen

V_d,HP

Verdrängungsvolumen

V_d,LP

Verdrängungsvolumen

η_V

Wirkungsgrad

η_V,HP

Wirkungsgrad

η_V,LP

Wirkungsgrad

Claims (10)

1. Pumpeneinheit (100, 200, 300) insbesondere zur Betätigung und/oder Versorgung zumindest einer Komponente eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mittels zumindest eines Sollvolumenstroms (Q_Cool, Q_Sool, Q_Sys), wobei eine Pumpe (105, 205, 305) mit zumindest einem Kanal (120) für den zumindest einen Sollvolumenstrom (Q_Cool, Q_Sool, Q_Sys) von einem Elektromotor (110, 210, 310) drehangetrieben ist und ein Drehzahlregler (125, 225, 325) zur Einstellung des zumindest einen Sollvolumenstroms (Q_Cool, Q_Soll, Q_Sys) mittels einer Drehzahlsteuerung der Pumpe (105, 205, 305) vorgesehen ist, wobei zur Drehzahlsteuerung eine Ermittlung einer Solldrehzahl (n_set, n_set,Basis, n_set,erw) anhand einer Fixpunktiteration (140, 240, 380) einer Initialdrehzahl (n_l) während des Betriebs der Pumpe (105, 205, 305) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem maximal möglichen oder einem Wirkungsgrad (n_V,η_V,HP, η_V,LP) der Pumpe (105, 205, 305) gleich eins und dem notwendigen Sollvolumenstrom (Q_Cool, Q_Sool, Q_Sys) die Initialdrehzahl (n_l) der Pumpe (105, 205, 305) ermittelt wird und die Solldrehzahl (n_set, n_set,Basis, n_set,erw) der Pumpe (105, 205, 305) anhand der Initialdrehzahl (n_l) und einer vorgegebenen Anzahl von Iterationsschritten (155, 255, 390) mit einer Verknüpfung dieser mit einem Korrekturwert aus einem aktuell mittels der Initialdrehzahl (n_l) ermittelten Wirkungsgrad (η_V, η_V,HP, η_V,LP) der Pumpe (105, 205, 305) und dem Sollvolumenstrom (Q_Cool, Q_Soll, Q_Sys) bestimmt wird.
2. Pumpeneinheit (200, 300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (205, 305) einen Hochdruckkanal (221, 321) zur Betätigung einer Komponente und einen Niederdruckkanal (220, 320) zur Versorgung einer Komponente aufweist.
3. Pumpeneinheit (300) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckkanal (321) und der Niederdruckkanal (320) hydraulisch mittels eines Druckbegrenzungsventils (375) miteinander verbunden sind.
4. Pumpeneinheit (200, 300) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckkanal (220, 320) zur Schmierung und/oder Kühlung zumindest einer Komponente und der Hochdruckkanal (221, 321) zur Betätigung einer Kupplung, einer Parksperre und/oder eines Scheibensatzes eines Variators eines stufenlos verstellbaren Umschlingungsmittelgetriebes vorgesehen sind.
5. Verfahren zur Steuerung einer Pumpeneinheit (100, 200, 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem maximal möglichen oder einem Wirkungsgrad (n_V, η_V,HP, η_V,LP) der Pumpe (105, 205, 305) gleich eins und einem notwendigen Sollvolumenstrom (Q_Cool, Q_Soll, Q_Sys) eine Initialdrehzahl (n_l) der Pumpe (105, 205, 305) ermittelt wird und eine Solldrehzahl (n_set, n_set,Basis, n_set,erw) der Pumpe (105, 205, 305) anhand der Initialdrehzahl (n_l) und einer vorgegebenen Anzahl von Iterationsschritten (155, 255, 390) mit einer Verknüpfung dieser mit einem Korrekturwert aus einem aktuell mittels der Initialdrehzahl (n_l) ermittelten Wirkungsgrad (η_V, η_V,HP, η_V,LP) der Pumpe (105, 205, 305) und dem Sollvolumenstrom (Q_Cool, Q_Soll, Q_Sys) bestimmt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Iterationsschritte (155, 255, 390) ungerade ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem zumindest einen Iterationsschritt (155, 255, 390) bestimmte Solldrehzahl (n_set, n_set,Basis, n_set,erw) mit einem Sicherheitswert beaufschlagt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zweiflutigen Pumpe (205) mit einem Hochdruckkanal (221) und einem von diesem getrennten Niederdruckkanal (220) nach jedem Iterationsschritt (155) für jeden Kanal eine Solldrehzahl (n_set,HP, n_set,LP) bestimmt und die Pumpe (205) mit der maximal für einen der beiden Sollvolumenströme (Q_Cool, Q_Sys) notwendigen Solldrehzahl (n_set,Basis) betrieben wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zweiflutigen Pumpe (305) mit zwei Kanälen, nämlich einem Hochdruckkanal (321) und einem mit diesem mittels einer hydraulischen Kopplung (370), eines Druckbegrenzungsventils (375) verbundenen Niederdruckkanal (320) nach jedem Iterationsschritt für jeden Kanal eine Solldrehzahl (n_set,HP, n_set,LP) bestimmt, die maximal für einen der beiden Sollvolumenströme notwendige Solldrehzahl (n_set,Basis) bestimmt und diese Solldrehzahl (n_set,Basis) iterativ mit einer Größe eines Volumenaustauschs über die hydraulische Kopplung (370) korrigiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe des Volumenaustauschs aus den aktuellen Wirkungsgraden (η_V,HP, η_V,LP) der Pumpe (305) bei aktueller Solldrehzahl (n_set,Basis) des Niederdruckkanals (320) und des Hochdruckkanals (321) bestimmt werden.

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