DE102022206490A1

DE102022206490A1 - Verfahren, Steuergerät und Computerprogrammprodukt zum Betreiben einer Hydraulikpumpenanordnung, und computerlesbares Medium

Info

Publication number: DE102022206490A1
Application number: DE102022206490.9A
Authority: DE
Inventors: Clemens Moser; Mario Hasel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-06-28
Filing date: 2022-06-28
Publication date: 2023-12-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hydraulikpumpenanordnung (34) eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren weist auf: Ermitteln einer aktuellen Kupplungskapazität (K) der Hydraulikkupplung (24); Ermitteln einer Ölübermenge abhängig von der aktuellen Kupplungskapazität (K); und Ansteuern der Hydraulikpumpenanordnung (34) des Kraftfahrzeugs derart, dass die Hydraulikpumpenanordnung (34) einem Hydrauliksystem (22) zum Versorgen der Hydraulikkupplung (24) mit Öl die ermittelte Ölübermenge bereitstellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Steuergerät und ein Computerprogrammprodukt zum Betreiben einer Hydraulikpumpenanordnung eines Kraftfahrzeugs, und ein computerlesbares Medium.
Bei einem Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe kann ein Kraftschluss zwischen dem Automatikgetriebe und einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs mittels einer Hydraulikkupplung hergestellt oder gelöst werden. Insbesondere kann der Kraftschluss zum Wechseln einer Schaltstufe des Automatikgetriebes gelöst und anschließend wieder hergestellt werden. Die Hydraulikkupplung kann über ein Hydrauliksystem, das beispielsweise mehrere Ventile und Leitungen umfassen kann, mit Öl versorgt werden. Das Öl kann aus einem Ölreservoir des Kraftfahrzeugs, beispielsweise aus einer Ölwanne des Automatikgetriebes, mit Öl versorgt werden, wobei das Öl mittels einer Hydraulikpumpe aus dem Ölreservoir in das Hydrauliksystem gepumpt werden kann. Die Hydraulikpumpe kann beispielsweise mit der Brennkraftmaschine mechanisch gekoppelt sein und mittels der Brennkraftmaschine angetrieben werden. Dabei wird die Hydraulikpumpe vorzugsweise derart betrieben, dass jederzeit ausreichend Öl in dem Hydrauliksystem vorhanden ist, um alle „Olverbraucher“, beispielsweise die Hydraulikkupplung und das Automatikgetriebe, geeignet mit Öl zu versorgen.
Bei einem Schaltvorgang des Automatikgetriebes wird kurzfristig eine deutlich höhere Ölmenge benötigt, um die Hydraulikkupplung mit Öl zu befüllen, als außerhalb eines Schaltvorgangs. Da ein derartiger Schaltvorgang in der Regel relativ schnell abläuft, kann es passieren, dass kurzfristig ein Mangel an Öl in dem Hydrauliksystem herrscht und die Hydraulikkupplung nicht vollständig geschlossen werden kann. Dies kann den Schaltvorgang negativ beeinträchtigen, beispielsweis verzögern, oder sogar unmöglich machen. Dies wiederum kann den Fahrkomfort beeinträchtigen und/oder zu einer Beschädigung des Automatikgetriebes und/oder der Hydraulikkupplung führen. Ein bekannter Ansatz, um dieses Problem zu vermeiden, ist, dem Hydrauliksystem permanent deutlich mehr Öl zur Verfügung zu stellen als aktuell nötig, um diesen kurzfristig gesteigerten Bedarf jederzeit decken zu können. Dies erfordert jedoch einen zusätzlichen Energieaufwand und kann das Hydrauliksystem auf Dauer belasten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Hydraulikpumpenanordnung eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, das zu einem hohen Fahrkomfort und/oder einem verschleißarmen Betrieb der Hydraulikkupplung und/oder eines Automatikgetriebes des Kraftfahrzeugs beiträgt. Ferner sind Aufgaben der Erfindung, ein Steuergerät und/oder ein Computerprogrammprodukt, die das Verfahren abarbeiten und/oder steuern, und ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogrammprodukt gespeichert ist, bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
Ein Aspekt betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hydraulikkupplung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs. Das Verfahren weist auf: Ermitteln einer aktuellen Kupplungskapazität der Hydraulikkupplung; Ermitteln einer Ölübermenge abhängig von der aktuellen Kupplungskapazität; und Ansteuern einer Hydraulikpumpenanordnung des Kraftfahrzeugs derart, dass die Hydraulikpumpenanordnung einem Hydrauliksystem zum Versorgen der Hydraulikkupplung mit Öl die ermittelte Ölübermenge bereitstellt.
Dies trägt dazu bei, dass ausreichend Öl in dem Hydrauliksystem ist, um schnelle Schaltvorgänge umsetzen zu können, und/oder dass nicht mehr oder unnötig lange die Ölübermenge bereitgestellt wird. Dies wiederum trägt zu einem hohen Fahrkomfort und/oder einem verschleißarmen Betrieb der Hydraulikkupplung und/oder eines Automatikgetriebes des Kraftfahrzeugs bei.
Die Hydraulikkupplung dient zum Bereitstellen oder Lösen eines Kraftschlusses zwischen einer Brennkraftmaschine und dem Automatikgetriebe. Die Hydraulikpumpenanordnung kann beispielsweise eine Hydraulikpumpe und einen Pumpenmotor aufweisen. Die Hydraulikpumpe kann beispielsweise eine Flügelzellenpumpe umfassen oder sein.
Die Kupplungskapazität ist beispielsweise proportional zu einer aktuellen Ölfüllung der Hydraulikkupplung und/oder einer Kolbenstellung eines Kolbens der Hydraulikkupplung. Je mehr Öl in der Hydraulikkupplung ist und/oder je näher der Kolben an seiner Endstellung ist, in der der Kraftschluss zwischen Brennkraftmaschine und Automatikgetriebe hergestellt ist, desto größer ist die Kupplungskapazität. Anschaulich gesprochen beschreibt die Kupplungskapazität eine in Form von Öl vorgehaltene potenzielle Energie in der Hydraulikkupplung. Die Ölübermenge kann abhängig von der Kupplungskapazität beispielsweise mittels eines mathematischen Modells ermittelt werden, das im Vorhinein beispielsweise empirisch ermittelt werden kann. Die Ölübermenge kann beispielsweise indirekt proportional zu der Kupplungskapazität sein, da mit zunehmender Ölmenge in der Hydraulikkupplung und entsprechend zunehmender Kupplungskapazität immer weniger Öl benötigt wird, um die Hydraulikkupplung vollständig schließen zu können.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Ölübermenge derart ermittelt, dass ausreichend Öl in dem Hydrauliksystem ist, um die Hydraulikkupplung vollständig schließen zu können. Dies trägt dazu bei, dass ausreichend Öl in dem Hydrauliksystem ist, um schnelle Schaltvorgänge umsetzen zu können. Eine Kupplungssteuerung kann über einen Ansteuerdruck der Hydraulikkupplung ermitteln, wie viel Öl aktuell in der Hydraulikkupplung ist und/oder in welcher Position ein Kolben der Hydraulikkupplung aktuell ist, wobei die Ölmenge in der Hydraulikkupplung für die Position des Kolbens repräsentativ sein kann. Da der Kupplungssteuerung bekannt ist, wie viel Öl die Hydraulikkupplung braucht, um den Kolben in seine Endposition zu bewegen, und/oder welchen Weg der Kolben noch vor sich hat, um in seine Endposition zu gelangen, kann die Kupplungssteuerung abhängig von der aktuellen Kupplungskapazität einfach ermitteln, wie groß die Ölübermenge sein muss, damit ausreichend Öl in dem Hydrauliksystem ist, um die Hydraulikkupplung vollständig schließen zu können.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Hydraulikpumpenanordnung die Hydraulikpumpe und den Pumpenmotor auf, und die Hydraulikpumpe des Kraftfahrzeugs wird derart angesteuert, dass die Hydraulikpumpe dem Hydrauliksystem die ermittelte Ölübermenge bereitstellt, indem abhängig von der ermittelten Ölübermenge eine Drehzahl des Pumpenmotors ermittelt wird und der Pumpenmotor so angesteuert wird, dass er die ermittelte Drehzahl bereitstellt. Der Pumpenmotor kann beispielsweise ein Elektromotor sein. Die Hydraulikpumpe kann zusätzlich zu dem Pumpenmotor so mit der Brennkraftmaschine gekoppelt sein, dass sie mittels der Brennkraftmaschine und/oder dem Pumpenmotor angetrieben werden kann. Beispielsweise können die Brennkraftmaschine und der Pumpenmotor über ein Planetengetriebe der Hydraulikpumpenanordnung miteinander mechanisch gekoppelt sein, wobei ein Abtrieb des Planetengetriebes mit einer Pumpenwelle der Hydraulikkupplung gekoppelt sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Kupplungskapazität abhängig von einer aktuellen Ölfüllung der Hydraulikkupplung und/oder abhängig von einer Kolbenstellung eines Kolbens der Hydraulikkupplung ermittelt. Die aktuelle Ölfüllung der Hydraulikkupplung und/oder die Kolbenstellung des Kolbens können beispielsweise anhand des Ansteuerdrucks, der auch als Soll-Druck bezeichnet werden kann, ermittelt werden, beispielsweise unter Verwendung einer Druck-Volumen-Kennlinie der Hydraulikkupplung, die in der Kupplungssteuerung hinterlegt sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Ölbedarf der Hydraulikkupplung empfangen und die Hydraulikpumpe des Kraftfahrzeugs wird derart angesteuert, dass die Hydraulikpumpe dem Hydrauliksystem zusätzlich zu der ermittelten Ölübermenge den empfangenen Ölbedarf bereitstellt. Beispielsweise kann die Hydraulikpumpenanordnung so konfiguriert sein, dass sie aufgrund der Kopplung mit der Brennkraftmaschine den empfangenen Ölbedarf bereitstellt und dass sie aufgrund der Kopplung mit dem Pumpenmotor die Ölübermenge bereitstellt. Der Ölbedarf kann beispielsweise von einer Motorsteuerung des Kraftfahrzeugs ermittelt werden und an eine Kupplungssteuerung des Kraftfahrzeugs gesendet und von dieser empfangen werden. Die Motorsteuerung und die Kupplungssteuerung können eigenständige Steuergeräte des Kraftfahrzeugs sein, die miteinander kommunizieren. Alternativ dazu können die Motorsteuerung in Form eines Motorsteuermoduls und die Kupplungssteuerung in Form eines Kupplungssteuermoduls in einer Kraftfahrzeugsteuerung des Kraftfahrzeugs implementiert sein. Das Motorsteuermodul und/oder das Kupplungssteuermodul können als Software, als Hardware oder als Kombination von Software und Hardware ausgebildet sein.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Ölbedarf abhängig von einer aktuellen Schaltstufe des Automatikgetriebes und/oder abhängig von einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermittelt.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Hydrauliksystem einen Primärkreis und einen Sekundärkreis auf, wobei die Hydraulikkupplung aus dem Primärkreis mit Öl versorgt wird und die Ölübermenge einer primären Ölübermenge in dem Primärkreis entspricht. Der Sekundärkreis kann beispielsweise das Automatikgetriebe mit Öl versorgen, insbesondere um das Automatikgetriebe zu schmieren und zu kühlen. In der Regel hat der Sekundärkreis eine geringere Priorität als der Primärkreis. Das bedeutet, dass im Zweifelsfall dafür gesorgt wird, dass zumindest in dem Primärkreis ausreichend Öl zur Verfügung steht. Sollte beispielsweise in dem Primärkreis ein Ölmangel herrschen, der beispielsweise als negative Ölübermenge bezeichnet werden kann, so kann Öl aus dem Sekundärkreis in den Primärkreis gefördert werden. Die Schmierung und/oder Kühlung des Automatikgetriebes kann in dieser Situation kurzzeitig, beispielsweise für die Dauer des entsprechenden Schaltablaufs vernachlässigt werden.
Ein Aspekt betrifft ein Steuergerät, das einen Prozessor und ein mit dem Prozessor gekoppeltes Speichermedium aufweist und das dazu konfiguriert ist, das im Vorhergehenden erläuterte Verfahren auszuführen und/oder zu steuern. Das Steuergerät kann beispielsweise die Kupplungssteuerung, die Motorsteuerung oder die Kraftfahrzeugsteuerung sein. Es ist zu verstehen, dass Merkmale des Verfahrens so wie obenstehend und untenstehend beschrieben auch Merkmale des Steuergeräts sein können und umgekehrt.
Ein Aspekt betrifft ein Computerprogrammprodukt, welches Anweisungen enthält, welche bei Ausführung durch einen Prozessor des Steuergeräts, das im Vorhergehenden erläuterte Verfahren ausführen oder steuern. Das Steuergerät kann beispielsweise das im Vorhergehenden erläuterte Steuergerät sein. Es ist zu verstehen, dass Merkmale des Verfahrens so wie obenstehend und untenstehend beschrieben auch Merkmale des Computerprogrammprodukts sein können und umgekehrt.
Ein Aspekt betrifft ein computerlesbares Medium mit dem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt. Es ist zu verstehen, dass Merkmale des Verfahrens so wie obenstehend und untenstehend beschrieben auch Merkmale des computerlesbaren Mediums sein können und umgekehrt. Das computerlesbare Medium kann dabei eine Harddisk, ein USB-Speichergerät, ein RAM, ein ROM, ein EPROM oder ein FLASH-Speicher sein. Ein computerlesbares Medium kann auch ein Datenkommunikationsnetzwerk, wie beispielsweise das Internet, das den Download eines Programmcodes ermöglicht, sein.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Komponentenanordnung eines Kraftfahrzeugs.
2 zeigt ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer Hydraulikpumpenanordnung.
3 zeigt mehrere beispielhafte Diagramme zum Erläutern des Verfahrens gemäß 2.

Die in den Figuren verwendeten Bezugszeichen und ihre Bedeutung sind in zusammenfassender Form in der Liste der Bezugszeichen aufgeführt. Grundsätzlich sind identische oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Komponentenanordnung eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt). Die Komponentenanordnung weist auf eine Hydraulikkupplung 20, ein Hydrauliksystem 22, eine Brennkraftmaschine 26, ein Ölreservoir 30, mindestens einen Ölverbraucher 32 und eine Hydraulikpumpenanordnung 34, die eine Hydraulikpumpe 24 und einen Pumpenmotor 28 aufweist.
Die Hydraulikkupplung 20 dient zum Bereitstellen oder Lösen eines Kraftschlusses zwischen der Brennkraftmaschine 26 und einem Automatikgetriebe (nicht gezeigt) des Kraftfahrzeugs. Das Hydrauliksystem 22 dient zum Versorgen der Hydraulikkupplung 20 und optional zum Versorgen mindestens eines weiteren Ölverbrauchers 32 mit Öl. Der weitere Ölverbraucher 32 kann beispielsweise das Automatikgetriebe sein. Das Hydrauliksystem 22 kann beispielsweise mehrere Ölleitungen zum Transportieren des Öls und/oder Ventile zum Unterbinden oder Freigeben eines Ölstroms durch die entsprechenden Ölleitungen aufweisen. Das Öl kann mittels der Hydraulikpumpe 24 aus einem Ölreservoir 30, beispielsweise eine Getriebewanne des Automatikgetriebes, in das Hydrauliksystem 22 gefördert werden. Das Öl kann dann innerhalb eines Primärkreises 36 über die Hydraulikkupplung 20 zurück zu dem Ölreservoir 30 befördert werden. Außerdem kann das Öl innerhalb eines Sekundärkreises 36 über den weiteren Ölverbraucher 32 zurück zu dem Ölreservoir 30 befördert werden. Insbesondere kann der Sekundärkreis beispielsweise das Automatikgetriebe mit Öl versorgen. Der Primärkreis 36 und der Sekundärkreis 38 können einen Teil des Hydrauliksystems 22 bilden und/oder von diesem umfasst sein. Somit ist die Hydraulikkupplung 20 in dem Primärkreis 36 angeordnet und der oder die weiteren Ölverbraucher 32 sind in dem Sekundärkreis 38 angeordnet. In der Regel hat der Sekundärkreis eine geringere Priorität als der Primärkreis. Das bedeutet, dass im Zweifelsfall dafür gesorgt wird, dass zumindest in dem Primärkreis ausreichend Öl zur Verfügung steht.
Die Hydraulikkupplung 20 weist mindestens einen Kolben zum Verstellen mindestens eines Kupplungsscheibensatzes auf. Optional kann die Hydraulikkupplung 20 mehrere Kupplungseinheiten aufweisen, die jeweils mindestens einen Kolben zum Verstellen mindestens eines entsprechenden Kupplungsscheibensatzes aufweisen. Beispielsweise kann die Hydraulikkupplung drei Kupplungseinheiten und optional zwei Bremseinheiten aufweisen, wobei für einen einzigen Schaltvorgang zum Bereitstellen oder Lösen des Kraftschlusses zwischen der Brennkraftmaschine 26 und dem Automatikgetriebe beispielsweise die drei Kupplungseinheiten verwendet werden können. Bei den drei Kupplungseinheiten können entsprechende Stahllamellen mit anderen beweglichen Getriebebauteilen verbunden sein, wodurch sich die Stahllamellen und korrespondierende Belagslamellen gleich- oder gegenläufig drehen können. Bei den Bremseinheiten können die Stahllamellen formschlüssig mit einem Gehäuse des Automatikgetriebes verzahnt sein.
Die Hydraulikpumpe 24 kann beispielsweise eine Flügelzellenpumpe umfassen oder sein. Der Pumpenmotor 28 kann beispielsweise ein Elektromotor sein. Die Hydraulikpumpe 24 kann zusätzlich zu dem Pumpenmotor 28 so mit der Brennkraftmaschine 26 gekoppelt sein, dass sie wahlweise mittels der Brennkraftmaschine 26 und/oder dem Pumpenmotor 28 angetrieben werden kann. Beispielsweise können die Brennkraftmaschine 26 und der Pumpenmotor 28 über ein Planetengetriebe (nicht gezeigt) der Hydraulikpumpenanordnung 34 miteinander mechanisch gekoppelt sein, wobei ein Abtrieb des Planetengetriebes mit einer Pumpenwelle (nicht gezeigt) der Hydraulikkupplung 24 gekoppelt ist.
2 zeigt ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer Hydraulikpumpenanordnung, beispielsweise der im Vorhergehenden erläuterten Hydraulikpumpenanordnung 34. Das Verfahren dient dazu, sicherzustellen, dass jederzeit, insbesondere bei einem oder mehreren schnellen Schaltvorgängen des Automatikgetriebes, derart ausreichend Öl in dem Primärkreis 36 zur Verfügung steht, dass die Hydraulikkupplung 20 vollständig geschlossen werden kann und dadurch der für den Schaltvorgang notwendige Kraftschluss zwischen der Brennkraftmaschine 26 und dem Automatikgetriebe hergestellt werden kann.
In einem optionalen Schritt S2 kann ein aktueller Ölbedarf des Hydrauliksystems 22 empfangen werden. Optional kann der aktuelle Ölbedarf abhängig von einer aktuellen Schaltstufe des Automatikgetriebes und/oder abhängig von einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Der aktuelle Ölbedarf kann beispielsweise von einer Motorsteuerung oder einer Hydrauliksystemsteuerung des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Der aktuelle Ölbedarf kann beispielsweise durch Antreiben der Hydraulikpumpe 24 mittels der Brennkraftmaschine 26 gedeckt werden. Die Motorsteuerung und die Hydrauliksystemsteuerung können eigenständige Steuergeräte des Kraftfahrzeugs sein, die miteinander kommunizieren. Alternativ dazu können die Motorsteuerung in Form eines Motorsteuermoduls und die Hydrauliksystemsteuerung in Form eines Hydrauliksystemsteuermoduls in einer Kraftfahrzeugsteuerung des Kraftfahrzeugs implementiert sein. Das Motorsteuermodul und/oder das Hydrauliksystemsteuermodul können als Software, als Hardware oder als Kombination von Software und Hardware ausgebildet sein.
In einem Schritt S4 wird eine aktuelle Kupplungskapazität K (siehe 3) der Hydraulikkupplung 20 ermittelt. Beispielsweise wird die Kupplungskapazität K abhängig von einer aktuellen Ölfüllung der Hydraulikkupplung 20, gegebenenfalls abhängig von der Ölfüllung einer oder mehrerer Kupplungseinheiten der Hydraulikkupplung 20, und/oder abhängig von einer oder mehreren Kolbenstellung des bzw. der Kolben der Hydraulikkupplung 20 ermittelt. Die Kupplungskapazität K ist beispielsweise proportional zu einer aktuellen Ölfüllung der Hydraulikkupplung 20 und/oder einer oder mehrerer Kolbenstellung entsprechend eines oder mehrerer Kolben der Hydraulikkupplung 20. Je mehr Öl aktuell in der Hydraulikkupplung 20 ist und/oder je näher der bzw. die Kolben an seiner bzw. ihrer Endstellung ist/sind, in der der Kraftschluss zwischen der Brennkraftmaschine 26 und Automatikgetriebe hergestellt ist, desto größer ist die Kupplungskapazität K. Anschaulich gesprochen beschreibt die Kupplungskapazität K eine in Form von Öl vorgehaltene potenzielle Energie in der Hydraulikkupplung 30.
Beispielsweise kann die Kupplungskapazität K mittels einer in der Kupplungssteuerung hinterlegten Druck-Volumen-Kennlinie ermittelt werden. Insbesondere kann die Kupplungskapazität einer Ableitung der Druck-Volumen-Kennlinie entsprechen. Anhand der Druck-Volumen-Kennlinie kann die Kupplungssteuerung zu einem bestimmten angesteuerten Kupplungsdruck die entsprechende Ölmenge, insbesondere dessen Volumen, in der Hydraulikkupplung 20 bzw. in der entsprechenden Kupplungseinheit ermitteln. Das Volumen ist in einem Bereich der Druck-Volumen-Kennlinie, in dem sie einen linearen Verlauf hat und der auch „weicher Bereich“ genannt wird, direkt proportional zum Kolbenweg. Ist die Hydraulikkupplung 20 beispielsweise bis zur Hälfte gefüllt, hat der Kolben der Hydraulikkupplung 20 den halben Weg bis zu seinem Endanschlag überwunden. Sobald sich die Hydraulikkupplung 20 ihrem steifen Bereich nähert, der am Endanschlag des Kolbens endet, weicht die Druck-Volumen-Kennlinie von ihrem linearen Verlauf ab. Insbesondere kann der Volumenanteil des Öls, das in die Hydraulikkupplung 20 gefördert werden muss, um den Kolben um eine vorgegebene Einheit weiter voranzuschieben, hin zu dem Endanschlag zunehmen. Somit kann die Position des Kolbens der Hydraulikkupplung 20 bzw. der entsprechenden Kupplungseinheit mittels der Druck-Volumen-Kennlinie ermittelt werden.
In einem Schritt S6 wird eine Ölübermenge abhängig von der aktuellen Kupplungskapazität K ermittelt. Die Ölübermenge kann abhängig von der Kupplungskapazität K beispielsweise mittels eines mathematischen Modells ermittelt werden, das im Vorhinein beispielsweise empirisch ermittelt werden kann. Die Ölübermenge kann beispielsweise indirekt proportional zu der Kupplungskapazität K sein. Beispielsweise wird die Ölübermenge derart ermittelt, dass ausreichend Öl in dem Hydrauliksystem 22 ist, um die Hydraulikkupplung 22 vollständig schließen zu können. Insbesondere kann dies ebenfalls anhand der Druck-Volumen-Kennlinie ermittelt werden, da die Kupplungssteuerung anhand dieser ermitteln kann, wieviel Öl, insbesondere wieviel Volumen, noch bis zum Endanschlag des entsprechenden Kolbens in den entsprechenden Kolbenraum gefördert werden muss.
Eine Kupplungssteuerung kann über eine entsprechende Sensorik ermitteln, wie viel Öl aktuell in der Hydraulikkupplung 20 ist und/oder in welcher Position ein oder mehrere Kolben der Hydraulikkupplung 20 aktuell ist/sind, wobei die Ölmenge, die sich aktuell in der Hydraulikkupplung befindet, für die Position des bzw. der Kolben repräsentativ sein kann. Alternativ kann die Position des bzw. der Kolben repräsentativ für die Ölmenge in der Hydraulikkupplung 20 sein. Da der Kupplungssteuerung aufgrund der Druck-Volumen-Kennlinie bekannt ist, wie viel Öl die Hydraulikkupplung 20 braucht, um den Kolben in seine Schließposition zu bewegen, was beispielsweise einer maximalen Kupplungsfüllung mit Öl entsprechen kann, und/oder welchen Weg der bzw. die Kolben noch vor sich hat/haben, um in seine/ihre Schließposition zu gelangen, kann die Kupplungssteuerung abhängig von der aktuellen Kupplungskapazität K einfach ermitteln, wie groß die Ölübermenge sein muss, damit ausreichend Öl in dem Hydrauliksystem 22 ist, um die Hydraulikkupplung 20 vollständig schließen zu können.
Die Motorsteuerung und die Kupplungssteuerung können eigenständige Steuergeräte des Kraftfahrzeugs sein, die miteinander kommunizieren. Alternativ dazu können die Motorsteuerung in Form des Motorsteuermoduls und die Kupplungssteuerung in Form eines Kupplungssteuermoduls in der Kraftfahrzeugsteuerung des Kraftfahrzeugs implementiert sein. Das Motorsteuermodul und/oder das Kupplungssteuermodul können als Software, als Hardware oder als Kombination von Software und Hardware ausgebildet sein.
In einem Schritt S8 wird die Hydraulikpumpenanordnung 34 des Kraftfahrzeugs derart angesteuert, dass die Hydraulikpumpenanordnung 34 dem Hydrauliksystem 22 zum Versorgen der Hydraulikkupplung 20 mit Öl die ermittelte Ölübermenge bereitstellt. Beispielsweise wird abhängig von der ermittelten Ölübermenge eine Drehzahl N (siehe 3) des Pumpenmotors 28 ermittelt und der Pumpenmotor 28 wird so angesteuert, dass er die ermittelte Drehzahl N bereitstellt. Vorzugsweise wird die Hydraulikkupplung 20 über den Primärkreis 36 mit Öl versorgt, wobei dann die Ölübermenge einer primären Ölübermenge in dem Primärkreis 36 entspricht.
Falls in dem Schritt S2 der Ölbedarf der Hydraulikkupplung 20 empfangen wird, kann die Hydraulikpumpe 20 des Kraftfahrzeugs derart angesteuert werden, dass die Hydraulikpumpe 20 dem Hydrauliksystem 22 zusätzlich zu der ermittelten Ölübermenge den empfangenen Ölbedarf bereitstellt. Beispielsweise kann die Hydraulikpumpenanordnung 34 so konfiguriert sein, dass sie aufgrund der Kopplung mit der Brennkraftmaschine 26 den empfangenen Ölbedarf bereitstellt und dass sie aufgrund der Kopplung mit dem Pumpenmotor 28 die Ölübermenge bereitstellt.
3 zeigt mehrere beispielhafte Diagramme zum Erläutern des Verfahrens gemäß 2. Insbesondere zeigt 3 von oben nach unten ein P-t-Diagramm, ein V-t-Diagramm, ein N-t-Diagramm und ein K-t-Diagramm, die anhand der t-Achse zueinander passend angeordnet und skaliert sind. Das P-t-Diagramm zeigt einen Systemdruckverlauf 40 eines Systemdrucks, insbesondere eines Öldrucks, des Hydrauliksystems 22 und einen Kupplungsdruckverlauf 42 in Abhängigkeit von der Zeit t. Das V-t-Diagramm zeigt einen Ölübermengenverlauf 44 des Hydrauliksystems 22, insbesondere des Primärkreises 36, in Abhängigkeit von der Zeit t. Das N-t-Diagramm zeigt einen Drehzahlverlauf 46 der Drehzahl N des Pumpenmotors 28 in Abhängigkeit von der Zeit t. Das K-t-Diagramm zeigt einen Kupplungskapazitätsverlauf 48 der Kupplungskapazität K in Abhängigkeit von der Zeit t.
Zu einem Zeitpunkt t₀ wird ein Schaltvorgang initiiert, indem ein Soll-Druck der Hydraulikkupplung 20, insbesondere einer Kupplungseinheit der Hydraulikkupplung 20, gemäß dem Kupplungsdruckverlauf 42 erhöht wird. Zum Zeitpunkt t₀ hat die Hydraulikkupplung 20 „Spiel“, auch „Lüftspiel“, genannt, weswegen der Kolben der Hydraulikkupplung noch keinen Kontakt mit den durch ihn zu bewegenden Kupplungselementen hat. Der Peak des Kupplungsdruckverlaufs 42 unmittelbar nach t₀ stellt einen stark erhöhten Volumenstrom des Öls dar, durch den eine besonders schnelle Füllung der Hydraulikkupplung 20 erzielt wird und der Kolben schnell in Schließrichtung geschossen wird, bis die Hydraulikkupplung 20 und insbesondere der entsprechende Kolben kein Spiel mehr hat. Da die Kupplungssteuerung den Ölbedarf permanent im Voraus ermitteln kann, kann der Systemdruck des Hydrauliksystems 22 bereits kurz vor t₀ erhöht werden.
Zum Zeitpunkt t₀ ist die Hydraulikkupplung 20 lediglich geringfügig oder gar nicht gefüllt, weswegen eine hohe Ölübermenge nötig ist, um die schnelle Füllung der Hydraulikkupplung 20 zu erzielen. Obwohl sich die Hydraulikkupplung 20 mit der Zeit füllt, wird die benötigte Ölübermenge nach t₀ zunächst konstant gehalten, um besonders schnell das Lüftspiel der Hydraulikkupplung 20 zu überwinden, wie anhand des Ölübermengenverlaufs 44 zwischen t₀ und t₁ ersichtlich ist.
Um die Ölübermenge zum Zeitpunkt t₀ bereitzustellen, wird der Pumpenmotor 28 so angesteuert, dass er zum Zeitpunkt t₀ die Drehzahl N hat, wie aus dem Drehzahlverlauf 46 der Drehzahl N des Pumpenmotors 28 hervorgeht. Da der Bedarf an Ölübermenge zunächst konstant bleibt, wird auch die Drehzahl N des Pumpenmotors 28 konstant gehalten.
Da die Kupplungskapazität K von der Ölfüllung der Hydraulikkupplung 20 bzw. der entsprechenden Kupplungseinheit abhängt, steigt die Kupplungskapazität K mit zunehmender Füllung der der Hydraulikkupplung 20 bzw. der entsprechenden Kupplungseinheit zwischen dem Zeitpunkt t₀ und einem Zeitpunkt t₁.
Zum Zeitpunkt t₁ ist der Kolben in seiner Einsatzposition und es folgt bis zu einem Zeitpunkt t₂ eine Füllausgleichsphase in der sich das Hydrauliksystem 22 „beruhigen“ kann. In der Füllausgleichsphase bleiben der Kupplungsdruck P, das Ölvolumen V in der Hydraulikkupplung 20 bzw. der entsprechenden Kupplungseinheit, die Drehzahl N des Pumpenmotors 28 und dementsprechend auch die Kupplungskapazität K konstant.
Im Falle mehrerer Kupplungseinheiten folgt dann eine Schaltdruckphase von dem Zeitpunkt t₂ bis zu einem Zeitpunkt t₃, während der eine zusätzliche Kupplungseinheit der Hydraulikkupplung 20 zugeschaltet werden kann. In der Schaltdruckphase besteht zwar weiterhin Bedarf an einer Ölübermenge, diese nimmt jedoch ab, da sich die Hydraulikkupplung 20 immer weiter füllt. Dementsprechend nimmt auch die benötigte Drehzahl N des Pumpenmotors 28 ab und die Kupplungskapazität K nimmt zu.
Zum Zeitpunkt t₃ ist ausreichend Öl in der Hydraulikkupplung 20 vorhanden, um den Kraftschluss vollständig herzustellen, oder zumindest so viel, dass keine Ölübermenge mehr mittels des Pumpenmotors 28 gefördert werden muss. Beispielsweise kann im letzteren Fall der Restdruck mittels der die Hydraulikpumpe 24 antreibenden Brennkraftmaschine 26 bereitgestellt werden.
Zu einem Zeitpunkt t₄ ist der Schaltvorgang abgeschlossen.
Ein Steuergerät, das einen Prozessor und ein mit dem Prozessor gekoppeltes Speichermedium aufweist, kann dazu konfiguriert sein, das im Vorhergehenden erläuterte Verfahren auszuführen und/oder zu steuern. Das Steuergerät kann beispielsweise die Kupplungssteuerung, die Motorsteuerung oder die Kraftfahrzeugsteuerung sein.
Ein Computerprogrammprodukt kann Anweisungen enthalten, welche bei Ausführung durch den Prozessor des Steuergeräts, das im Vorhergehenden erläuterte Verfahren ausführen oder steuern. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sein.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Bezugszeichen

20: Hydraulikkupplung
22: Hydrauliksystem
24: Hydraulikpumpe
26: Brennkraftmaschine
28: Pumpenmotor
30: Ölreservoir
32: Ölverbraucher
34: Hydraulikpumpenanordnung
36: Primärkreis
38: Sekundärkreis
40: Systemdruckverlauf
42: Kupplungsdruckverlauf
44: Ölübermengenverlauf
46: Drehzahlverlauf
48: Kupplungskapazitätsverlauf
P: Druck
V: Volumen
N: Drehzahl
K: Kupplungskapazität
t0-t4: Zeitpunkte
t: Zeit
S2-S8: Schritte zwei bis acht

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Hydraulikpumpenanordnung (34) eines Kraftfahrzeugs, das Verfahren aufweisend: Ermitteln einer aktuellen Kupplungskapazität (K) einer Hydraulikkupplung (24) des Kraftfahrzeugs; Ermitteln einer Ölübermenge abhängig von der aktuellen Kupplungskapazität (K); und Ansteuern der Hydraulikpumpenanordnung (34) des Kraftfahrzeugs derart, dass die Hydraulikpumpenanordnung (34) einem Hydrauliksystem (22) zum Versorgen der Hydraulikkupplung (24) mit Öl die ermittelte Ölübermenge bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ölübermenge derart ermittelt wird, dass ausreichend Öl in dem Hydrauliksystem (22) ist, um die Hydraulikkupplung (24) vollständig schließen zu können.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Hydraulikpumpenanordnung (34) eine Hydraulikpumpe (24) und einen Pumpenmotor (28) aufweist; und die Hydraulikpumpe (24) derart angesteuert wird, dass die Hydraulikpumpe (24) dem Hydrauliksystem (22) die ermittelte Ölübermenge bereitstellt, indem abhängig von der ermittelten Ölübermenge eine Drehzahl (N) des Pumpenmotors (28) ermittelt wird und der Pumpenmotor (28) so angesteuert wird, dass er die ermittelte Drehzahl (N) bereitstellt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Kupplungskapazität (K) abhängig von einer aktuellen Ölfüllung der Hydraulikkupplung (24) und/oder abhängig von einer Kolbenstellung eines Kolbens der Hydraulikkupplung (24) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Ölbedarf der Hydraulikkupplung (24) empfangen wird; und die Hydraulikpumpenanordnung (34) des Kraftfahrzeugs derart angesteuert wird, dass die Hydraulikpumpenanordnung (34) dem Hydrauliksystem (22) zusätzlich zu der ermittelten Ölübermenge den empfangenen Ölbedarf bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Ölbedarf abhängig von einer aktuellen Schaltstufe eines Automatikgetriebes des Kraftfahrzeugs und/oder abhängig von einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Hydrauliksystem (22) einen Primärkreis (36) und einen Sekundärkreis (38) aufweist; die Hydraulikkupplung (24) aus dem Primärkreis (36) mit Öl versorgt wird; und die Ölübermenge einer primären Ölübermenge in dem Primärkreis (36) entspricht.
Steuergerät zum Betreiben einer Hydraulikpumpenanordnung (34), das einen Prozessor und ein mit dem Prozessor gekoppeltes Speichermedium aufweist und das dazu konfiguriert ist, ein Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche auszuführen und/oder zu steuern.
Computerprogrammprodukt zum Betreiben einer Hydraulikpumpenanordnung (34), welches Anweisungen enthält, welche bei Ausführung durch einen Prozessor eines Steuergeräts, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführen oder steuern.
Computerlesbares Medium mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 9.