DE102019204369A1

DE102019204369A1 - Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102019204369A1
Application number: DE102019204369.0A
Authority: DE
Inventors: Rainer Novak; Thilo Schmidt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2020-10-01

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug vorgeschlagen, im Rahmen dessen bei eingelegter Parksperre eine in einem Getriebeölsumpf des Fahrzeugs angeordnete elektrisch betriebene Hydraulikpumpe bei Temperaturen, die eine vorgegebene Schwelle unterschreiten, zum Erwärmen des Öls definiert betrieben wird, derart, dass das Öl durch hydraulische Verluste innerhalb der Hydraulik als auch durch die Eigenerwärmung des E-Motors der Pumpe im Betrieb erwärmt wird, wobei die hydraulische Topologie und das Parksperrensystem derart ausgelegt sind, dass der Betrieb der elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe nicht zu einem ungewollten Losfahren des Fahrzeugs führt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Elektro- und Hybridfahrzeuge weisen hydraulische Aktuatoren auf, die der Ansteuerung eines Kupplungssystems des Fahrzeugs dienen, wobei die hydraulische Versorgung mittels einer in einem Getriebeölsumpf angeordneten elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe erfolgt. Hierbei muss die Hydraulikpumpe bei Tieftemperaturen, insbesondere bei Temperaturen unterhalb -35°C gegen sehr hohe interne Schlepp- und Reibungsmomente anlaufen. In Abhängigkeit der hydraulischen Schaltungstopologie können die hierbei auftretenden Schleppmomente derart hoch sein, dass das die elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe in nachteiliger Weise keinen Volumenstrom liefern kann, was in einem Liegenbleiber des Fahrzeugs resultiert.
Aus der DE 19 847 533 A1 der Anmelderin geht ein Druckölsystem hervor, mit einer Pumpe, einem Ölfilter, einer Druckleitung, einer Ölwanne und einem Ansaugrohr mit einem Ansaugtrichter hervor, bei dem eines der genannten Bauteile, beispielsweise der Ölfilter elektrisch beheizbar ist. Dadurch soll das Öl bei niedrigen Temperaturen schnell erwärmt werden und mit zunehmender Temperatur eine Viskosität erreichen, welche am Ölfilter nur geringe Druckverluste erzeugt.
Ferner geht aus der US 4522166 A ein elektrisch beheizbarer Motorölfilter bei einem verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrtzeug hervor; aus der US 4506138 A ist zudem eine elektrisch beheizbare Ölwanne eines Verbrennungsmotors bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug vorgeschlagen, im Rahmen dessen bei eingelegter Parksperre die im Getriebeölsumpf angeordnete elektrisch betriebene Hydraulikpumpe bei Temperaturen, die eine vorgegebene Schwelle unterschreiten, zum Erwärmen des Öls definiert betrieben wird, derart, dass das Öl erwärmt wird, wobei die hydraulische Topologie und das Parksperrensystem derart ausgelegt sind, dass der Betrieb der elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe nicht zu einem ungewollten Losfahren des Fahrzeugs führt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird das Verfahren durchgeführt, wenn das Fahrzeug an ein externes elektrisches Stromnetz angeschlossen ist oder wenn der Ladezustand der Batterien des Fahrzeugs einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Da der Wirkungsgrad elektrisch betriebener Hydraulikpumpen nicht optimal ist, wird durch den Betrieb der Pumpe ausreichend Wärme erzeugt, wodurch die temperaturbedingten Schlepp- und Reibungsmomente reduziert werden. Die elektrisch betriebene Hydraulikpumpe wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung solange betrieben, bis die Sumpföltemperatur oder ein Ersatzwert über einer definierten Schwelle liegt.
Gemäß der Erfindung erfolgt das Aufheizen des Sumpföls sowohl durch hydraulische Verluste innerhalb der Hydraulik als auch durch die Eigenerwärmung des E-Motors der Pumpe im Betrieb. Durch die gleichzeitige Durchströmung von Teilen des hydraulischen Schaltgerätes kommt es in vorteilhafter Weise auch zu einer gleichzeitigen Erwärmung weiterer hydraulischer Bauteile.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird das Sumpföl erwärmt und somit das Tieftemperatur-Verhalten bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug verbessert, ohne die Notwendigkeit des Vorsehens zusätzlicher Bauteile.
Die Ansteuerung der elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe und somit die Ansteuerung der Aufheizvorgänge kann in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur oder der Motortemperatur oder der Ölsumpftemperatur oder eines anderen Ersatzwertes zeitgesteuert in periodischen Abständen erfolgen.
Ferner kann die Ansteuerung der elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur oder der Motortemperatur oder der Ölsumpftemperatur oder eines anderen Ersatzwertes zustandsgesteuert erfolgen. Durch die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Ölsumpf auch auf eine Solltemperatur gehalten werden.
Besonders vorteilhaft ist hierbei eine Ausgestaltung des Getriebeölsumpfes, bei der der Getriebeölsumpf gegenüber der Umgebung thermisch isoliert ist. Auf diese Weise wird die Wärmeabfuhr verringert, wodurch der Getriebeölsumpf schneller erwärmt wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können zusätzlich oder alternativ zur Ansteuerung der elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe weitere im Fahrzeug vorgesehene elektrische Verbraucher, welche bei tiefen Temperaturen mittels Konditionierungselementen thermisch konditioniert werden müssen, beispielsweise Lithium-Batterien des Elektroantriebs des Fahrzeugs, zur Aufheizung des Getriebeölsumpfs verwendet werden, wobei zu diesem Zweck der Getriebeölsumpf thermisch mit einem Konditionierungselement in Verbindung steht; hierbei ist der Getriebeölsumpf mittels eines thermischen Leiters mit einem anderen Wärmequelle, nämlich dem Konditionierungselement verbunden.
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung wird das Verfahren durchgeführt, wenn ein Ereignis registriert wird, welches auf einen bevorstehenden Betrieb des Fahrzeugs hinweist. Ein derartiges Ereignis kann beispielweise die Betätigung der am Fahrzeugschlüssel vorgesehenen Fernbedienung des Fahrzeugs, das Öffnen einer Fahrzeugtür oder die Betätigung des Startknopfs des Fahrzeugs sein.
Ferner kann vorgesehen sein, dass bei bekannter thermischen Kapazität des Ölsumpfes die elektrisch betriebene Hydraulikpumpe mit einem definierten Stromprofil für eine vorgegebene, von der Umgebungstemperatur oder der Motortemperatur oder der Ölsumpftemperatur oder eines anderen Ersatzwertes abhängige Zeit bestromt wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur, welche ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt, beispielhaft näher erläutert.
Zu Beginn des Verfahrens wird geprüft, ob ein Ereignis registriert wird, welches auf einen bevorstehenden Betrieb des Elektro- oder Hybridfahrzeugs hinweist, insbesondere ob die am Fahrzeugschlüssel vorgesehene Fernbedienung des Fahrzeugs oder der Startknopf des Fahrzeugs betätigt worden ist oder ob eine Fahrzeugtür geöffnet worden ist.
Ist dies der Fall und unterschreitet die Umgebungstemperatur, die Motortemperatur, die Ölsumpftemperatur oder ein weiterer Ersatzwert für diese Temperaturen einen vorgegeben Schwellenwert, wird bei bekannter thermischen Kapazität des Ölsumpfes die elektrisch betriebene Hydraulikpumpe mit einem definierten Stromprofil für eine vorgegebene, von der Umgebungstemperatur, der Motortemperatur, der Ölsumpftemperatur oder von einem andern Ersatzwert abhängige Zeit bestromt. Hierbei kann die Abhängigkeit der Bestromungszeit von der thermischen Kapazität und der Umgebungstemperatur, der Motortemperatur, der Ölsumpftemperatur oder einem Ersatzwert in einer Kennlinie abgelegt sein.
Wenn die thermische Kapazität des Ölsumpfes des Fahrzeugs nicht bekannt ist, wird hierbei die elektrisch betriebene Hydraulikpumpe des Fahrzeugs solange betrieben, bis die Sumpföltemperatur oder ein Ersatzwert einen definierten Schwellenwert übersteigt. Hierbei kann die elektrisch betriebene Hydraulikpumpe des Fahrzeugs kontinuierlich oder in periodischen Abständen bestromt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19847533 A1 [0003]
US 4522166 A [0004]
US 4506138 A [0004]

Claims

Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass bei eingelegter Parksperre eine in einem Getriebeölsumpf des Fahrzeugs angeordnete elektrisch betriebene Hydraulikpumpe bei Temperaturen, die eine vorgegebene Schwelle unterschreiten, zum Erwärmen des Öls definiert betrieben wird, derart, dass das Öl durch hydraulische Verluste innerhalb der Hydraulik als auch durch die Eigenerwärmung des E-Motors der Pumpe im Betrieb erwärmt wird, wobei die hydraulische Topologie und das Parksperrensystem derart ausgelegt sind, dass der Betrieb der elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe nicht zu einem ungewollten Losfahren des Fahrzeugs führt.
Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch betriebene Hydraulikpumpe solange betrieben wird, bis die Sumpföltemperatur oder ein Ersatzwert über einer definierten Schwelle liegt.
Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur oder der Motortemperatur oder der Ölsumpftemperatur oder eines anderen Ersatzwertes zeigesteuert in periodischen Abständen erfolgt.
Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur oder der Motortemperatur oder der Ölsumpftemperatur oder eines anderen Ersatzwertes zustandsgesteuert erfolgt.
Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei bekannter thermischen Kapazität des Ölsumpfes die elektrisch betriebene Hydraulikpumpe mit einem definierten Stromprofil für eine vorgegebene, von der Umgebungstemperatur oder der Motortemperatur oder der Ölsumpftemperatur oder einem anderen Ersatzwert abhängige Zeit bestromt wird.
Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Ansteuerung der elektrisch betriebenen Hydraulikpumpe weitere im Fahrzeug vorgesehene elektrische Verbraucher, welche bei tiefen Temperaturen mittels Konditionierungselementen thermisch konditioniert werden müssen, zur Aufheizung des Ölsumpfs verwendet werden, wobei zu diesem Zweck der Ölsumpf des Fahrzeugs thermisch mit einem Konditionierungselement in Verbindung steht.
Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es durchgeführt wird, wenn das Elektro- oder Hybridfahrzeug an ein externes elektrisches Stromnetz angeschlossen ist.
Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es durchgeführt wird, wenn ein Ereignis registriert wird, welches auf einen bevorstehenden Betrieb des Fahrzeugs hinweist.
Verfahren zur Verbesserung des Tieftemperatur-Verhaltens bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ereignis, welches auf einen bevorstehenden Betrieb des Fahrzeugs hinweist, die Betätigung der am Fahrzeugschlüssel vorgesehenen Fernbedienung des Fahrzeugs, das Öffnen einer Fahrzeugtür oder die Betätigung des Startknopfs des Fahrzeugs ist.