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DE102014105281B4 - Ölpumpensystem eines Hybridfahrzeugs und Verfahren zum Steuern desselben - Google Patents

Ölpumpensystem eines Hybridfahrzeugs und Verfahren zum Steuern desselben Download PDF

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DE102014105281B4
DE102014105281B4 DE102014105281.1A DE102014105281A DE102014105281B4 DE 102014105281 B4 DE102014105281 B4 DE 102014105281B4 DE 102014105281 A DE102014105281 A DE 102014105281A DE 102014105281 B4 DE102014105281 B4 DE 102014105281B4
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hydraulic pressure
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Seung Hyun Yang
Jong Ho Lee
Jong Hyun Kim
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Kia Motors Corp
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Abstract

Ein Ölpumpensystem eines Hybridfahrzeugs, das einen Betriebshydraulikdruck einem Getriebe (50) des Hybridfahrzeugs zuführt, das Ölpumpensystem aufweisend:eine elektrische Ölpumpe (60), die den Betriebshydraulikdruck auf der Grundlage einer Drehzahlanweisung dem Getriebe (50) zuführt,einen Datenerfasser (90), der Daten zum Steuern der elektrischen Ölpumpe (60) erfasst, undeine Steuervorrichtung (70), die Antriebsmodi der elektrischen Ölpumpe (60) auf der Grundlage der durch den Datenerfasser (90) erfassten Daten einstellt, eine Basis-Durchflussrate (Q1) der eingestellten Antriebsmodi ermittelt, eine Kompensations-Durchflussrate (Q2), die bei der Kühlung des Getriebes, bei der Schmierung des Getriebes, beim Schlupf des Getriebes und bei einer Ölleckage des Getriebes erforderlich ist, ermittelt, eine End-Durchflussrate (Q3) durch Addieren der Kompensations-Durchflussrate (Q2) zur Basis-Durchflussrate (Q1) ermittelt und die Drehzahlanweisung auf die elektrische Ölpumpe (60) anwendet,wobei der Betriebshydraulikdruck nur durch die elektrische Ölpumpe (60) dem Getriebe (50) zugeführt wird und die Drehzahlanweisung auf der Grundlage eines Ziel-Hydraulikdrucks, einer Öltemperatur und der End-Durchflussrate (Q3) ermittelt wird,wobei die elektrische Ölpumpe (60) vom Starten des Hybridfahrzeugs bis zum Abschalten des Hybridfahrzeugs kontinuierlich betrieben wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ölpumpensystem eines Hybridfahrzeugs (z.B. eines Hybridkraftfahrzeugs) und ein Verfahren zum Steuern desselben und insbesondere ein Ölpumpensystem eines Hybridfahrzeugs, das vorgesehen ist, um einen Hydraulikdruck nur unter Verwendung einer elektrischen Ölpumpe einem Getriebe zuzuführen, sowie ein Verfahren zum Steuern desselben.
  • Beschreibung der bezogenen Technik
  • Wie allgemein bekannt, nutzt ein Hybridfahrzeug sowohl einen Verbrennungsmotor als auch eine Batterie-Energiequelle. Das heißt, dass das Hybridfahrzeug effizient die Leistung des Verbrennungsmotors und die Leistung eines Elektromotors kombiniert und die kombinierte Leistung verwendet.
  • Ein Automatikgetriebe ist normalerweise in dem Hybridfahrzeug montiert, und ein Ölpumpensystem, das sowohl eine mechanische Ölpumpe (mechanical oil pump, MOP) als auch eine elektrische Ölpumpe (electric oil pump, EOP) nutzt, wird hauptsächlich verwendet, um dem Automatikgetriebe einen Betriebshydraulikdruck zuzuführen.
  • Die mechanische Ölpumpe wird durch die Leistung des Verbrennungsmotors angetrieben, um dem Automatikgetriebe Öl zuzuführen. Wenn ein Betrieb des Verbrennungsmotors stoppt, stoppt daher auch die mechanische Ölpumpe, so dass kein Öl zugeführt wird. Deshalb ist die elektrische Ölpumpe, die getrennt vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, montiert. Zum Beispiel teilt ein Ölpumpensystem eines Hybridfahrzeugs in der bezogenen Technik einen Abschnitt in einen Stopp-Abschnitt, einen Niedriggeschwindigkeit-Abschnitt und einen Hochgeschwindigkeit-Abschnitt gemäß einem Fahrzustand (Geschwindigkeit) des Hybridfahrzeugs ein, und ein Verfahren zum Steuern der Ölpumpe kann durchgeführt werden, indem nur die elektrische Ölpumpe in dem Stopp-Abschnitt betrieben wird, die mechanische Ölpumpe und die elektrische Ölpumpe in dem Niedriggeschwindigkeit-Abschnitt gleichzeitig betrieben werden und nur die mechanische Ölpumpe in dem Hochgeschwindigkeit-Abschnitt betrieben wird. Das heißt, dass die elektrische Ölpumpe des Ölpumpensystems in der bezogenen Technik verwendet wird, um den unzureichenden Betriebshydraulikdruck der mechanischen Pumpe zu ergänzen.
  • Da die mechanische Ölpumpe nach dem Start des Verbrennungsmotors die ganze Zeit betrieben wird, kann ein unnötiger Leistungsverlust hervorgerufen werden, wodurch die Kraftstoffeffizienz verschlechtert wird. Wenn außerdem die mechanische Ölpumpe und die elektrische Ölpumpe gleichzeitig verwendet werden, können die Produktionskosten erhöht werden.
  • Folglich kommt es darauf an, die mechanische Ölpumpe zu beseitigen, und ein Verfahren zum Zuführen von Öl zum Automatikgetriebe durch ausschließlichen Antrieb der elektrischen Ölpumpe ist erforderlich.
  • Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
  • Ferner offenbart die DE 10 2011 120 392 A1 ein hydraulisches Steuersystem und - verfahren zum Steuern eines Doppelkupplungsgetriebes, welches mehrere Druck- und Durchfluss-Steuereinrichtungen und Logikventilanordnungen in Fluidverbindung mit mehreren Kupplungsaktoren und mehreren Synchroneinrichtungsaktoren umfasst, wobei die Kupplungsaktoren betreibbar sind, um mehrere Drehmomentübertragungseinrichtungen zu betätigen, und die Synchroneinrichtungsaktoren betreibbar sind, um mehrere Synchronanordnungen zu betätigen, wobei eine selektive Aktivierung von Kombinationen der Druck-Steuermagnetventile und der Durchfluss-Steuermagnetventile es zulässt, dass ein Druckfluid zumindest einen der Kupplungsaktoren und Synchroneinrichtungsaktoren aktiviert, um das Getriebe in ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis zu schalten.
  • Die US 2009 / 0 112 431 A1 offenbart ein Ölpumpensystem für den Betrieb einer Kupplung, wobei Durchflussraten des Hydrauliksystems auf Grundlage von Leckagen ermittelt und Ausgleichsflüsse berechnet werden.
  • Weitere Hydrauliksysteme sind zudem aus der DE 199 25 665 B4 , der EP 1 602 849 A1 und der EP 2 080 937 A2 bekannt.
  • Ferner offenbart die DE 10 2011 081 091 A1 ein Betriebsverfahren für eine elektrische Ölpumpe eines Hybridfahrzeugs, wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche Daten von Sensoren erhält und auf deren Grundlage eine elektrische Pumpe ansteuert, wobei die elektrische Pumpe in Abhängigkeit von verschiedenen Fahrmodi eingestellt wird, wobei bei der Bestimmung der benötigten Durchflussmenge eine Mindestdurchflussmenge ermittelt wird, wobei die Pumpensteuerung zudem unter Berücksichtigung des Antriebsmodus erfolgt, wobei bei der Einstellung der Pumpe Temperaturen und ein Zieldruck berücksichtigt werden und wobei, wenn die mechanische Pumpe nicht angetrieben wird, nur die elektrische Pumpe das Hydraulikfluid liefert.
  • Erläuterung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ölpumpensystem eines Hybridfahrzeugs und ein Verfahren zum Steuern desselben bereitzustellen, die einen Betriebshydraulikdruck in stabiler Weise einem Getriebe zuführen durch ausschließlichen Antrieb einer elektrischen Ölpumpe.
  • Zu Lösung der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Ölpumpensystem eines Hybridfahrzeugs nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Steuern eines Ölpumpensystems eines Hybridfahrzeugs nach Anspruch 9 bereit. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ausschließlich die elektrische Ölpumpe angetrieben, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird und Produktionskosten reduziert werden.
  • Außerdem wird das dreidimensionale Kennfeld in Bezug auf den Ziel-Hydraulikdruck, die Öltemperatur, die End-Durchflussrate und die Drehzahlanweisung der elektrische Ölpumpe verwendet, wodurch eine erforderliche Menge an Betriebshydraulikdruck in genauer und stabiler Weise dem Getriebe zugeführt wird.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Ölpumpensystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Ölpumpensystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • Die 3 und 4 sind Ansichten, die Antriebsmodi der elektrischen Ölpumpe gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
  • Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Zeichnungen nicht zwangsläufig im Maßstab sind und eine einigermaßen vereinfachte Darstellung von verschiedenen Merkmalen präsentieren, welche veranschaulichend für die Grundprinzipien der Erfindung sind. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich, zum Beispiel, spezifischer Dimensionen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die besondere beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt werden.
  • In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung in allen verschiedenen Figuren der Zeichnungen
  • Detaillierte Beschreibung
  • Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en), von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung(en) im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird/werden, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Auf der anderen Seite ist beabsichtigt, dass die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen deckt/decken, die in den Gedanken und Schutzbereich der Erfindung(en) fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind, umfassender erläutert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin beschriebenen, beispielhaften Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen anderen Formen realisiert werden.
  • Ein für die Erläuterung irrelevantes Bauteil wird weggelassen, um die vorliegende Offenbarung klar zu erläutern, und die gleichen oder ähnlichen Elemente werden in der Beschreibung hindurch durch die gleichen Bezugszeichen angegeben.
  • Außerdem wird jede in den Zeichnungen verdeutlichte Konfiguration zum Verständnis und zur Einfachheit der Beschreibung in beliebiger Weise gezeigt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • In der Beschreibung und den Ansprüchen hindurch werden das Wort „aufweisen“ und Variationen wie „weist auf“ oder „aufweisend“ so verstanden, dass sie den Einschluss der genannten Elemente, aber nicht den Ausschluss von jeglichen anderen Elementen implizieren.
  • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Ölpumpensystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Bezugnehmend auf 1 weist ein Ölpumpensystem eines Hybridfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Getriebe 50, eine elektrische Ölpumpe (EOP) 60, eine Steuervorrichtung 70 und einen Datenerfasser 90 auf. Außerdem weist ein Antriebsstrang-System des Hybridfahrzeugs einen Verbrennungsmotor 10, einen Hybrid-Startergenerator (hybrid starter generator, HSG) 12, eine Verbrennungsmotorkupplung 20, einen Antriebsmotor (z.B. einen Elektro-Antriebsmotor) 30, eine Batterie 40, das Getriebe 50 und eine Achse 80 auf.
  • Während der Leistungsübertragung des Hybridfahrzeugs wird die durch den Verbrennungsmotor 10 oder den Antriebsmotor 30 erzeugte Leistung wahlweise auf eine Eingangswelle 52 des Getriebes 50 übertragen, und die von einem Abtriebsende 54 des Getriebes 50 abgegebene Leistung wird über eine Enduntersetzungsgetriebe-Vorrichtung 84 und eine Differentialgetriebe-Vorrichtung 86 auf die Achse 80 übertragen. Während die Achse 80 Räder 82 dreht, läuft das Hybridfahrzeug durch die Leistung, die durch den Verbrennungsmotor 10 oder den Antriebsmotor 30 erzeugt wird.
  • Der Startergenerator (HSG) wir als ein Motor (z.B. ein Elektromotor) betrieben, um den Verbrennungsmotor 10 zu starten, oder wird als ein Generator betrieben, um die Batterie 40 aufzuladen, wenn eine überschüssige Leistungsabgabe produziert wird in einem Zustand, in dem der Verbrennungsmotor 10 betrieben wird.
  • Die Verbrennungsmotorkupplung 20 ist zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und dem Antriebsmotor 30 montiert, um die Leistung zu verbinden oder zu trennen.
  • Die Batterie 40 speichert eine hohe Spannung, versorgt den Antriebsmotor 30 mit einer Antriebsspannung und wird mit regenerativer Energie aufgeladen, die durch den Antriebsmotor 30 beim Ausrollen des Hybridfahrzeugs erzeugt wird.
  • Da die Leistungsübertragung und die regenerative Bremse des Hybridfahrzeugs offensichtlich sind für einen Fachmann in dem technischen Gebiet, welchen die vorliegende Erfindung betrifft (nachfolgend als Fachmann bezeichnet), wird eine nähere Beschreibung davon weggelassen.
  • Das Getriebe 50 ist eine Vorrichtung zum Durchführen eines Gangschaltens durch Ändern von Gangverhältnissen, die von der Eingangswelle 52 aus mit dem Abtriebsende 54 verbunden sind. Außerdem führt das Getriebe 50 das Gangschalten gemäß den Betätigungen einer Mehrzahl von Reibelementen durch, die wenigstens eine Bremse und wenigstens eine Kupplung einschließen. Die Mehrzahl von Reibelementen wird betätigt, um durch den Betriebshydraulikdruck, der dem Getriebe 50 zugeführt wird, gekoppelt und gelöst zu werden.
  • Die elektrische Ölpumpe 60 pumpt Öl, um der Verbrennungsmotorkupplung 20 und dem Getriebe 50 den Betriebshydraulikdruck zuzuführen. Die elektrische Ölpumpe 60 wird vom Starten des Hybridfahrzeugs bis zum Ausschalten des Hybridfahrzeugs kontinuierlich betrieben. Das heißt, dass die elektrische Ölpumpe 60 die ganze Zeit betrieben wird, weil eine mechanische Pumpe entfernt ist.
  • Der Datenerfasser 90 erfasst Daten zum Steuern der elektrischen Ölpumpe 60, und die durch den Datenerfasser 90 erfassten Daten werden zur Steuervorrichtung 70 übertragen.
  • Der Datenerfasser 90 kann einen Gaspedal-Positionssensor 91, einen Bremspedal-Positionssensor 92, einen Fahrzeuggeschwindigkeit-Sensor 93, einen Gangstufen-Sensor 94 und einen Öltemperatur-Sensor 95 aufweisen.
  • Der Gaspedal-Positionssensor 91 erfasst ein Maß mit dem ein Fahrer ein Gaspedal drückt. Das heißt, dass der Gaspedal-Positionssensor 91 Daten hinsichtlich der Absicht des Fahrers zum Beschleunigen eines Fahrzeugs erfasst.
  • Der Bremspedal-Positionssensor 92 erfasst, ob ein Bremspedal gedrückt ist oder nicht. Das heißt, dass der Bremspedal-Positionssensor 92 gemeinsam mit dem Gaspedal-Positionssensor 91 die Absicht des Fahrers zum Beschleunigen eines Fahrzeugs erfasst.
  • Der Fahrzeuggeschwindigkeit-Sensor 93 erfasst eine Fahrzeuggeschwindigkeit und ist an ein Rad eines Fahrzeugs montiert. Im Gegensatz dazu kann eine Fahrzeuggeschwindigkeit auch auf der Grundlage eines GPS(Global Positioning System)-Signals, das von dem GPS empfangen wird, berechnet werden.
  • Indes kann eine Zielgangstufe auf der Grundlage eines Signals des Gaspedal-Positionssensors 91 und eines Signals des Fahrzeuggeschwindigkeit-Sensors 93 mittels eines Gangschaltmusters berechnet werden, und ein Gangschalten zur Zielgangstufe wird gesteuert. Das heißt, dass im Fall eines Automatikgetriebes, das eine Mehrzahl von Planetengetriebesätzen und eine Mehrzahl von Reibelementen aufweist, der Hydraulikdruck eingestellt wird, welcher der Mehrzahl von Reibelementen zugeführt wird oder welcher von der Mehrzahl von Reibelementen abgebaut wird. Außerdem wird im Fall eines Doppelkupplungsgetriebes ein Strom gesteuert, welcher an eine Mehrzahl von Synchronisatoren und Aktuatoren angelegt wird.
  • Der Gangstufen-Sensor 94 erfasst eine Gangstufe, die aktuell eingelegt ist. Der Öltemperatur-Sensor 95 erfasst eine Öltemperatur in dem Getriebe 50.
  • Die Steuervorrichtung 70 kann eine Getriebesteuereinheit (transmission control unit, TCU) 72 und eine elektrische Ölpumpeneinheit (electric oil pump unit, OPU) 74 aufweisen. Ein Verfahren zum Steuern eines Ölpumpensystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann durch die Getriebesteuereinheit 72 und die elektrische Ölpumpeneinheit 74 ausgeführt werden.
  • Die Getriebesteuereinheit 72 ist eine Vorrichtung zum Steuern des Drehmoments des Getriebes 50 sowie der Betätigung der Mehrzahl von Reibelementen und dergleichen. Die Getriebesteuereinheit 72 kann einen Antriebsmodus der elektrische Ölpumpe 60 auf der Grundlage von Daten, die durch den Datenerfasser 90 erfasst sind, einstellen, eine Drehzahlanweisung auf der Grundlage des eingestellten Antriebsmodus berechnen und die Drehzahlanweisung zur elektrischen Ölpumpeneinheit 74 übertragen.
  • Zu diesem Zweck kann die Getriebesteuereinheit 72 als wenigstens ein Prozessor, der durch ein vorbestimmtes Programm betrieben wird, implementiert werden, und das vorbestimmte Programm kann programmiert sein, um jeden Schritt des Verfahrens zum Steuern des Ölpumpensystems eines Hybridfahrzeugs gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auszuführen.
  • Die elektrische Ölpumpeneinheit 74 ist mit der elektrischen Ölpumpe 60 verbunden und steuert einen Antrieb der elektrischen Ölpumpe 60 auf der Grundlage der Drehzahlanweisung.
  • Mehrere Prozesse des im Folgenden zu erläuternden Verfahrens zum Steuern der elektrischen Ölpumpe eines Hybridfahrzeugs gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können durch die Getriebesteuereinheit 72 ausgeführt werden, und mehrere andere Prozesse des Verfahrens können durch die elektrische Ölpumpeneinheit 74 ausgeführt werden. Da das Verfahren zum Steuern der elektrischen Ölpumpe eines Hybridfahrzeugs gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Definieren der Getriebesteuereinheit 72 und der elektrischen Ölpumpeneinheit 74 als eine einzelne Steuervorrichtung 70 beschrieben werden kann, werden somit die Getriebesteuereinheit 72 und die elektrische Ölpumpeneinheit 74 in der vorliegenden Beschreibung als die Steuervorrichtung 70 bezeichnet.
  • 2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern des Ölpumpensystems eines Hybridfahrzeugs gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 2 veranschaulicht, beginnt ein Verfahren zum Steuern des Ölpumpensystems eines Hybridfahrzeugs gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit dem Erfassen von Daten zum Steuern der elektrischen Ölpumpe 60 (S100).
  • Die Steuervorrichtung 70 stellt einen Antriebsmodus der elektrischen Ölpumpe 60 auf der Grundlage der Daten ein (S110).
  • Die 3 und 4 sind Ansichten, die Antriebsmodi der elektrischen Ölpumpe gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
  • Wie in 3 veranschaulicht, weist der Antriebsmodus einen ersten Steuermodus und einen zweiten Steuermodus auf.
  • Der erste Steuermodus ist ein Modus, bei dem die elektrische Ölpumpe 60 angetrieben wird in einem Zustand, in dem das Hybridfahrzeug hält (bzw. gestoppt ist). Der erste Steuermodus ist ein Modus, bei dem nur ein minimaler erforderlicher Hydraulikdruck zugeführt wird, um den elektrischen Energieverbrauch zu minimieren. Die Steuervorrichtung 70 treibt die elektrische Ölpumpe in dem ersten Steuermodus an unter der Bedingung, dass das Hybridfahrzeug hält. Zum Beispiel kann die Bedingung erfüllt sein im Fall, dass die Bremse betätigt ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist, oder die Gangstufe eine Parkstufe (P-Stufe) oder eine neutrale Stufe (N-Stufe) ist.
  • Der zweite Steuermodus ist ein Modus, bei dem die elektrische Ölpumpe angetrieben wird in einem Zustand, in dem das Hybridfahrzeug fährt. Die Steuervorrichtung 70 treibt die elektrische Ölpumpe 60 unter der Bedingung, dass das Hybridfahrzeug startet oder das Hybridfahrzeug fährt, in dem zweiten Steuermodus an. Zum Beispiel kann die Bedingung erfüllt sein im Fall, dass die Bremse gelöst ist oder die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 0 ist, und die Gangstufe eine Fahrstufe (D-Stufe) oder eine Rückwärtsfahrstufe (R-Stufe) ist.
  • Wie in 4 veranschaulicht, kann der Antriebsmodus ferner einen dritten Steuermodus aufweisen.
  • Der dritte Steuermodus ist ein Modus, bei dem die elektrische Ölpumpe 60 in einem Anfahrzustand (anders gesagt: einem Zustand, in dem das Hybridfahrzeug zu Fahren beginnt) mit einer hohen Drehzahl angetrieben wird. Der dritte Steuermodus ist ein Modus, bei dem die Hydraulikdruck-Ansprechempfindlichkeit gesichert wird, indem der Hydraulikdruck dem Getriebe für eine vorbestimmte Zeit augenblicklich zugeführt wird.
  • Das heißt, dass der dritte Steuermodus einen erforderlichen Druckzustand schnell herstellen kann, indem Öl bei einem hohen Druck für eine kurze Zeit augenblicklich gepumpt wird, unter Berücksichtigung des Falls, dass eine Drehzahl der elektrischen Ölpumpe 60 einer in dem zweiten Steuermodus berechneten Drehzahlanweisung nicht folgen kann (z.B. in einem Niedrigspannungszustand der Batterie), wenn der erste Steuermodus direkt in den zweiten Steuermodus umgewandelt wird.
  • Die Steuervorrichtung 70 kann die elektrische Ölpumpe 60 in dem dritten Steuermodus antreiben, wenn das Hybridfahrzeug gestartet wird, oder unter der Bedingung, dass das Hybridfahrzeug anfährt. Die Bedingung kann erfüllt sein im Fall, dass in einem Zustand, in dem der erste Steuermodus eingestellt ist, die Bremse gelöst wird oder die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 0 ist, und die Gangstufe eine Fahrstufe (D-Stufe) oder eine Rückwärtsfahrstufe (R-Stufe) ist.
  • Die Steuervorrichtung 70 kann die vorbestimmte Zeit (Zeit zum Beibehalten des dritten Steuermodus) auf der Grundlage eines zweidimensionalen Kennfeldes in Bezug auf einen Zusammenhang zwischen einer Öltemperatur, einem Ziel-Hydraulikdruck und der vorbestimmten Zeit berechnen. Wenn die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, wandelt die Steuervorrichtung 70 den Antriebsmodus von dem dritten Steuermodus in den zweiten Steuermodus um.
  • Nachdem der Antriebsmodus der elektrischen Ölpumpe 60 in Schritt S110 eingestellt ist, berechnet die Steuervorrichtung 70 eine Basis-Durchflussrate Q1 des eingestellten Antriebsmodus aus einem Basis-Durchflussraten-Kennfeld (S120). Das Basis-Durchflussraten-Kennfeld kann ein zweidimensionales Kennfeld sein, in dem die Öltemperatur und der Ziel-Hydraulikdruck als Variablen verwendet werden, und Informationen über die Basis-Durchflussrate sind/werden für jeden Antriebsmodus gespeichert. Das heißt, dass die Steuervorrichtung 70 die Basis-Durchflussrate Q1 auf der Grundlage der aktuellen Öltemperatur und dem Ziel-Hydraulikdruck mittels Informationen des Basis-Durchflussraten-Kennfeldes berechnen kann.
  • In dem zweidimensionalen Kennfeld des ersten Steuermodus kann die Basis-Durchflussrate Q1 als eine minimale Erhaltungs-Durchflussrate eingestellt sein, die erforderlich ist in einem Zustand, in dem das Hybridfahrzeug hält. In dem zweidimensionalen Kennfeld des zweiten Steuermodus kann die Basis-Durchflussrate Q1 als eine Durchflussrate eingestellt sein, die eine Drehmomentübertragung ermöglicht in einem Zustand, in dem das Hybridfahrzeug fährt. In dem zweidimensionalen Kennfeld des dritten Steuermodus kann die Basis-Durchflussrate Q1 als eine Durchflussrate zum Sichern der Hydraulikdruck-Ansprechempfindlichkeit eingestellt sein in einem Zustand, in dem das Hybridfahrzeug anfährt.
  • Die Steuervorrichtung 70 kann eine Kompensations-Durchflussrate Q2 auf der Grundlage von Kühlung, Schmierung, Schlupf und Ölleckage der Verbrennungsmotorkupplung 20, des Antriebsmotors 30 und des Getriebes 30 berechnen (S 130).
  • Unter Verwendung eines Kompensations-Durchflussraten-Kennfeldes kann die Steuervorrichtung 70 die Kompensations-Durchflussrate Q2 berechnen, die bei der Kühlung des Getriebes, bei der Schmierung des Getriebes, beim Schlupf des Getriebes und/oder bei einer Ölleckage des Getriebes erforderlich ist. Das Kompensations-Durchflussraten-Kennfeld kann ein zweidimensionales Kennfeld aufweisen, in dem Informationen über einen Zusammenhang zwischen der Öltemperatur, dem Ventilsteuerdruck und der Kompensations-Durchflussrate unter Berücksichtigung der Ölleckage gespeichert sind. Das Verfahren zum Berechnen der Kompensations-Durchflussrate durch die Steuervorrichtung 70 mittels des Kompensations-Durchflussraten-Kennfeldes ist lediglich ein Beispiel und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • Wenn zum Beispiel die Kompensations-Durchflussrate Q2 berechnet wird, kann die Steuervorrichtung 70 die Wärmeerzeugung X1 eines Antriebsmotorsystems (Motor an sich, Lager oder dergleichen), die Wärmeerzeugung X2 eines Getriebe-Abtriebssystems (Differentialgetriebe-Vorrichtung, Lager oder dergleichen), die Wärmeerzeugung X3 eines Hülsensystems (Wellenhülse oder dergleichen), die Wärmeerzeugung X4 eines Planetengetriebesystems (Planetengetriebe, Nadellager oder dergleichen), die Wärmeerzeugung X5, wenn eine Mehrzahl von Reibelementen (Kupplung und Bremse) Schlupf hat oder dergleichen, berücksichtigen.
  • Wenn außerdem die Kompensations-Durchflussrate Q2 berechnet wird, kann die Steuervorrichtung 70 eine Ölleckage im Getriebe 50 aufgrund einer übermäßigen Steuerung während des Gangschaltens berücksichtigen. Das heißt, dass die Steuervorrichtung 70 die Kompensations-Durchflussrate auf der Grundlage von Ölleckagen in einer Mehrzahl von Ventilen, die in dem Getriebe 50 vorgesehen ist, berechnen kann. Die spezifische Beschreibung hinsichtlich Variablen, Zeichen, Konstanten und dergleichen in verschiedenen Gleichungen, die in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden und die einem Fachmann offensichtlich sind, wird zur Einfachheit der Beschreibung weggelassen.
  • Die Wärmeerzeugung X1 des Antriebsmotorsystems kann berechnet werden durch eine Gleichung von X1 = |w1 * (|T1| * k11 + k12)|. „||“ bezieht sich auf eine Absolutwertfunktion, w1 bezieht sich auf eine Drehzahl des Antriebsmotors, T1 bezieht sich auf ein Drehmoment des Antriebsmotors, k11 bezieht sich auf eine Antriebsmotor-Verlustrate und k12 bezieht sich auf eine Lagerschleppkonstante des Antriebsmotors. Die Antriebsmotor-Verlustrate hat einen Wert zwischen 0 und 1 und kann aus einem zweidimensionalen Kennfeld in Bezug auf einen Zusammenhang zwischen der Drehzahl des Antriebsmotors, einem Absolutwert des Drehmoments des Antriebmotors und der Antriebsmotor-Verlustrate berechnet werden.
  • Die Wärmeerzeugung X2 des Getriebe-Abtriebssystems kann berechnet werden durch eine Gleichung von X2 = No * (|T2| * k21 + k22). „No“ bezieht sich auf eine Drehzahl der Abtriebswelle des Getriebes, T2 bezieht sich auf das Drehmoment der Abtriebswelle des Getriebes, K21 bezieht sich auf eine Verlustraten-Konstante der Abtriebswelle und K22 bezieht sich auf eine Lagerschleppkonstante der Abtriebswelle.
  • Die Wärmeerzeugung X3 des Hülsensystems kann berechnet werden durch eine Gleichung von X3 = v3 * k3. „v3“ bezieht sich auf eine relative Drehzahl einer Eingangswellenhülse des Getriebes und k3 bezieht sich auf das Schleppen der Hülse. Das Schleppen der Hülse hat einen Wert zwischen 0 und 10 und kann aus einem zweidimensionalen Kennfeld in Bezug auf einen Zusammenhang zwischen der Öltemperatur, der relativen Drehzahl der Hülse und dem Schleppen der Hülse berechnet werden.
  • Die Wärmeerzeugung X4 des Planetengetriebesystems kann berechnet werden durch eine Gleichung von X4 = |w4 * (|T4| * k41 + k42)|. „w4“ bezieht sich auf eine Drehzahl eines antreibenden Zahnrades (z.B. eines Ritzels), T4 bezieht sich auf ein Übertragungsdrehmoment des antreibenden Zahnrades, k41 bezieht sich auf eine Verlustraten-Konstante des antreibenden Zahnrades und k42 bezieht sich auf eine Lagerschleppkonstante eines Planetengetriebesystems. Die Verlustraten-Konstante k41 des antreibenden Zahnrades und die Lagerschleppkonstante k42 des Planetengetriebesystems können jeweils für jeden von einer Mehrzahl von Planetengetriebesätzen definiert werden.
  • Die Wärmeerzeugung X5, wenn ein einzelnes Reibelement Schlupf hat, kann berechnet werden durch eine Gleichung von X5 = v5 * (P5 - k51) * k52. „v5“ bezieht sich auf eine relative Drehzahl des Reibelements, P5 bezieht sich auf einen Steuerdruck des Reibelements, k51 bezieht sich auf eine Kisspoint-Druckkonstante (bzw. Eingriffspunkt-Druckkonstante) des Reibelements und k52 bezieht sich auf eine Flächenkonstante des Reibelements. Die Wärmeerzeugung, wenn jedes Reibelement Schlupf hat, kann berechnet werden mittels eines Verfahrens, das identisch ist zu dem Verfahren zur Berechnung der Wärmeerzeugung, wenn ein einzelnes Reibelement Schlupf hat.
  • Die Steuervorrichtung 70 kann einen maximalen Wert unter den entsprechenden Kompensations-Durchflussraten, die auf der Grundlage von den Variablen berechnet sind, als die Kompensations-Durchflussrate Q2 bestimmen.
  • Danach berechnet die Steuervorrichtung 70 eine End-Durchflussrate Q3 durch Addieren der Kompensations-Durchflussrate Q2 zur Basis-Durchflussrate Q1 (S140).
  • Die Steuervorrichtung 70 berechnet eine Drehzahlanweisung der elektrischen Ölpumpe 60 aus einem Drehzahlanweisung-Kennfeld (S150). Das Drehzahlanweisung-Kennfeld kann ein dreidimensionales Kennfeld sein, bei dem der Ziel-Hydraulikdruck, die Öltemperatur und die End-Durchflussrate als Variablen verwendet sind und Informationen über die Drehzahlanweisung der elektrischen Ölpumpe sind/werden gespeichert. Das heißt, dass die Steuervorrichtung 70 die Drehzahlanweisung der elektrischen Ölpumpe auf der Grundlage des Ziel-Hydraulikdrucks, der Öltemperatur und der End-Durchflussrate mittels der Informationen des Drehzahlanweisung-Kennfeldes berechnen kann.
  • Die Steuervorrichtung 70 steuert einen Antrieb der elektrischen Ölpumpe 60 auf der Grundlage der berechneten Drehzahlanweisung (S160). Wenn die Steuervorrichtung 70 in die Getriebesteuereinheit 72 und die elektrische Ölpumpeneinheit 74 eingeteilt ist, berechnet die Getriebesteuereinheit 70 die Drehzahlanweisung und überträgt die Drehzahlanweisung zur elektrischen Ölpumpeneinheit 74, und die elektrische Ölpumpeneinheit 74 kann die elektrische Ölpumpe 60 gemäß der Drehzahlanweisung antreiben.
  • Dementsprechend wird gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausschließlich die elektrische Ölpumpe angetrieben, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird und die Produktionskosten reduziert werden.
  • Außerdem wird das dreidimensionale Kennfeld in Bezug auf den Ziel-Hydraulikdruck, die End-Durchflussrate und die Drehzahlanweisung der elektrischen Ölpumpe verwendet, wodurch eine erforderliche Menge an Betriebshydraulikdruck in genauer und stabiler Weise dem Getriebe zugeführt wird.

Claims (16)

  1. Ein Ölpumpensystem eines Hybridfahrzeugs, das einen Betriebshydraulikdruck einem Getriebe (50) des Hybridfahrzeugs zuführt, das Ölpumpensystem aufweisend: eine elektrische Ölpumpe (60), die den Betriebshydraulikdruck auf der Grundlage einer Drehzahlanweisung dem Getriebe (50) zuführt, einen Datenerfasser (90), der Daten zum Steuern der elektrischen Ölpumpe (60) erfasst, und eine Steuervorrichtung (70), die Antriebsmodi der elektrischen Ölpumpe (60) auf der Grundlage der durch den Datenerfasser (90) erfassten Daten einstellt, eine Basis-Durchflussrate (Q1) der eingestellten Antriebsmodi ermittelt, eine Kompensations-Durchflussrate (Q2), die bei der Kühlung des Getriebes, bei der Schmierung des Getriebes, beim Schlupf des Getriebes und bei einer Ölleckage des Getriebes erforderlich ist, ermittelt, eine End-Durchflussrate (Q3) durch Addieren der Kompensations-Durchflussrate (Q2) zur Basis-Durchflussrate (Q1) ermittelt und die Drehzahlanweisung auf die elektrische Ölpumpe (60) anwendet, wobei der Betriebshydraulikdruck nur durch die elektrische Ölpumpe (60) dem Getriebe (50) zugeführt wird und die Drehzahlanweisung auf der Grundlage eines Ziel-Hydraulikdrucks, einer Öltemperatur und der End-Durchflussrate (Q3) ermittelt wird, wobei die elektrische Ölpumpe (60) vom Starten des Hybridfahrzeugs bis zum Abschalten des Hybridfahrzeugs kontinuierlich betrieben wird.
  2. Das Ölpumpensystem nach Anspruch 1, wobei die Antriebsmodi einen ersten Steuermodus, der unter einer ersten Bedingung, dass das Hybridfahrzeug hält, eingestellt wird, und einen zweiten Steuermodus aufweisen, der unter einer zweiten Bedingung, dass das Hybridfahrzeug fährt, eingestellt wird.
  3. Das Ölpumpensystem nach Anspruch 2, wobei die erste Bedingung erfüllt ist im Fall, dass eine Bremse betätigt ist und eine Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist, oder eine Gangstufe eine Park-Stufe (P-Stufe) oder eine neutrale Stufe (N-Stufe) ist.
  4. Das Ölpumpensystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die zweite Bedingung erfüllt ist im Fall, dass eine Bremse gelöst ist oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 0 ist, und eine Gangstufe eine Fahrstufe (D-Stufe) oder eine Rückwärtsfahrstufe (R-Stufe) ist.
  5. Das Ölpumpensystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Antriebsmodi ferner einen dritten Steuermodus aufweisen, der eingestellt wird unter der Bedingung, dass das Hybridfahrzeug anfährt, und wobei der dritte Steuermodus für eine vorbestimmte Zeit beibehalten wird.
  6. Das Ölpumpensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Steuervorrichtung (70) die Basis-Durchflussrate (Q1) der eingestellten Antriebsmodi ermittelt aus einem Basis-Durchflussraten-Kennfeld, in welchem Informationen über einen Zusammenhang zwischen der Öltemperatur, dem Ziel-Hydraulikdruck und der Basis-Durchflussrate (Q1) für jeden von den Antriebsmodi gespeichert sind.
  7. Das Ölpumpensystem nach Anspruch 1, wobei die Kompensations-Durchflussrate (Q2) mittels eines Kompensations-Durchflussraten-Kennfeldes ermittelt wird, welches ein zweidimensionales Kennfeld aufweist, in dem Informationen über einen Zusammenhang zwischen der Öltemperatur, einer Wärmeerzeugung und der Kompensations-Durchflussrate (Q2) unter Berücksichtigung von Kühlung, Schmierung und Schlupf des Getriebes (50) gespeichert sind.
  8. Das Ölpumpensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuervorrichtung (70) die Drehzahlanweisung aus einem Drehzahlanweisung-Kennfeld ermittelt, und wobei das Drehzahlanweisung-Kennfeld ein dreidimensionales Kennfeld ist, in welchem Informationen über einen Zusammenhang zwischen dem Ziel-Hydraulikdruck, der Öltemperatur und der End-Durchflussrate (Q3) sowie die Drehzahlanweisung gespeichert sind.
  9. Ein Verfahren zum Steuern eines Ölpumpensystems eines Hybridfahrzeugs, das einen Betriebshydraulikdruck einem Getriebe (50) des Hybridfahrzeugs zuführt, das Verfahren aufweisend: Einstellen von Antriebsmodi einer elektrischen Ölpumpe (60) auf der Grundlage von durch einen Datenerfasser (90) erfassten Daten (S110), Ermitteln einer Basis-Durchflussrate (Q1) der eingestellten Antriebsmodi (S120), Ermitteln einer Kompensations-Durchflussrate (Q2) (S130), die bei der Kühlung des Getriebes, bei der Schmierung des Getriebes, beim Schlupf des Getriebes und bei einer Ölleckage des Getriebes erforderlich ist, Ermitteln einer End-Durchflussrate (Q3) durch Addieren der Kompensations-Durchflussrate (Q2) zur Basis-Durchflussrate (Q1) (S140), Ermitteln einer Drehzahlanweisung der elektrischen Ölpumpe (60) auf der Grundlage eines Ziel-Hydraulikdrucks, einer Öltemperatur und der End-Durchflussrate (Q3) (S150), und Steuern des Antriebs der elektrischen Ölpumpe (60) auf der Grundlage der ermittelten Drehzahlanweisung (S160), wobei die elektrische Ölpumpe (60) vom Starten des Hybridfahrzeugs bis zum Abschalten des Hybridfahrzeugs kontinuierlich betrieben wird.
  10. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Antriebsmodi einen ersten Steuermodus, der unter einer ersten Bedingung, dass das Hybridfahrzeug hält, eingestellt wird, und einen zweiten Steuermodus aufweisen, der unter einer zweiten Bedingung, dass das Hybridfahrzeug fährt, eingestellt wird.
  11. Das Verfahren nach Anspruch 10, wobei die erste Bedingung erfüllt ist im Fall, dass eine Bremse betätigt ist und eine Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist, oder eine Gangstufe eine Parkstufe (P-Stufe) oder eine neutrale Stufe (N-Stufe) ist.
  12. Das Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die zweite Bedingung erfüllt ist im Fall, dass eine Bremse gelöst ist oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 0 ist, und eine Gangstufe eine Fahrstufe (D-Stufe) oder eine Rückwärtsfahrstufe (R-Stufe) ist.
  13. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Antriebsmodi ferner einen dritten Steuermodus aufweisen, der unter der Bedingung, dass das Hybridfahrzeug anfährt, eingestellt wird, und der dritte Steuermodus für eine vorbestimmte Zeit beibehalten wird.
  14. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Basis-Durchflussrate (Q1) ermittelt wird aus einem Basis-Durchflussraten-Kennfeld, in welchem Informationen über einen Zusammenhang zwischen der Öltemperatur, dem Ziel-Hydraulikdruck und der Basis-Durchflussrate (Q1) für jeden von den Antriebsmodi gespeichert sind.
  15. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Kompensations-Durchflussrate (Q2) mittels eines Kompensations-Durchflussraten-Kennfeldes ermittelt wird, das ein zweidimensionales Kennfeld aufweist, in dem Informationen über einen Zusammenhang zwischen der Öltemperatur, einer Wärmeerzeugung und der Kompensations-Durchflussrate (Q2) unter Berücksichtigung von Kühlung, Schmierung und Schlupf des Getriebes (50) gespeichert sind.
  16. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Drehzahlanweisung ermittelt wird aus einem dreidimensionalen Kennfeld, in welchem Informationen über einen Zusammenhang zwischen dem Ziel-Hydraulikdruck, der Öltemperatur und der End-Durchflussrate (Q3) sowie die Drehzahlanweisung gespeichert sind.
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