DE19739750B4

DE19739750B4 - Elektrisches Ölpumpensteuerungssystem für ein Kraftfahrzeugleistungsgetriebe

Info

Publication number: DE19739750B4
Application number: DE19739750A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Hara; Kiyoshi Kurita
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2017-09-11
Also published as: JPH1089445A; JP3861340B2; US5944632A; DE19739750A1

Abstract

Elektrisches Ölpumpensteuerungssystem für ein Kraftfahrzeugleistungsgetriebe, mit einer Ölpumpe (83) zur Bildung eines Öldrucks für einen Leitungsdruck zur Steuerung der Anwendung von Reibungskupplungselementen und zur Bildung eines Schmieröldrucks zur Schmierung der einzelnen mechanischen Teile des Leistungsgetriebes (8), einem Motor (84) zum Antreiben der Ölpumpe (83), einer Steuerungseinheit (3C, 85) zur Steuerung des Motors (84), einem Sensor zur Eingabe von Beschleunigungsdaten in Abhängigkeit von der Betätigung eines Beschleunigungspedals des Fahrzeugs zur Steuerungseinheit (3C, 85), und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (6) zur Eingabe der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in die Steuerungseinheit (3C, 85), wobei die Steuerungseinheit (3C, 85) einen Leerlaufbetrieb des Fahrzeugs aus den Beschleunigungsdaten bestimmt und die Drehzahl des Motors während des Leerlaufzustands und wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor eine Fahrgeschwindigkeit niedriger als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit eingibt, derart steuert, dass die durch die Ölpumpe entladene Ölmenge lediglich ausreichend ist zur Bildung eines Leitungsöldrucks in Übereinstimmung mit den Beschleunigungsdaten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für eine Ölpumpe zur Bildung einer Öldruckquelle eines Fahrzeuggetriebes, und insbesondere eine Steuerung eines Motors zum Antrieb der Ölpumpe.
Die US 5468196 A lehrt ein elektrisches Ölpumpensteuerungssystem für ein Fahrzeugautomatikgetriebe mit einer Ölpumpe, einem Motor zum Antreiben der Ölpumpe und einer Steuereinheit zur Steuerung des Motors derart, dass ein optimaler Öldruck bereitgestellt wird, um Betriebsbedingungen der Maschine und des Fahrzeugs zu entsprechen.
In einer Fahrzeugantriebseinheit ist eine Hybrid-Antriebseinheit vorgesehen, bei der eine Brennkraftmaschine (nachstehend als Maschine bezeichnet) und ein Elektromotor (nachstehend als Motor bezeichnet) als Leistungs- bzw. Antriebsquelle dienen. Zur Verminderung der Antriebsbelastung der Ölpumpe eines automatischen Getriebes während der Leistungsübertragung ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Ölpumpe durch entsprechendes Schalten der Maschine und des Motors angetrieben wird, wie es in der JP 06174055 A offenbart ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Ölpumpe klein dimensioniert zur Verminderung des Schlupfbereichs und zur Verminderung der Antriebsbelastung. Zur Kompensation eines Mangels an einer während einer Umdrehung zur entladenden Ölmenge infolge der geringen Abmessungen der Pumpe durch Vergrößern der Drehzahlen, wird die Pumpe grundsätzlich bei höheren Drehzahlen der Maschine betrieben. Zum Zeitpunkt der Einstellung des Getriebes auf die neutrale Fahrstufe (N-D), bei der die Drehzahl der Maschine derart niedrig ist, dass die Ölförderungsmenge nicht ausreicht, wird die Ölpumpe mittels des Motors bei hohen Drehzahlen, zur Aufrechterhaltung der gewünschten Ölfördermenge betrieben. Zum Zeitpunkt des Anhaltens eines Fahrzeugs (keine Fahrgeschwindigkeit), beispielsweise im P-Bereich oder N-Bereich, in welchem kein Öl benötigt wird oder wenn Öl benötigt wird und die Maschine jedoch mit hoher Drehzahl betrieben wird, kann eine ausreichende Ölmenge durch einen Antrieb mittels der Maschine allein aufrechterhalten werden, so dass die Leistungsaufnahme durch das Abschalten des Motors vermindert ist.
Gemäß dem vorstehenden Aufbau der bekannten Vorrichtung können sowohl die Ölpumpe als auch der Motor zum Antrieb der Ölpumpe mit kleinen Abmessungen ausgeführt sein, so dass mit diesem Aufbau eine wirksame Verminderung der Leistungsaufnahme erzielt wird. Hierbei wird jedoch der Antrieb der Ölpumpe mittels eines mechanischen Schaltmechanismus bewirkt und erfordert somit eine Getriebekupplung zur Verbindung der Maschine und des Motors zur Ölpumpe, und Einwegkupplungen zur Glättung der Schaltvorgänge. Ferner basiert der vorstehend angegebene Stand der Technik auf dem Antrieb der Ölpumpe mittels der Maschine, so dass sie nicht zur Leistungsübertragung herangezogen werden kann in den Fällen, in welchen sowohl der Motor als auch die Maschine beim Anhalten des Fahrzeugs abgeschaltet werden zur weiteren Verminderung der Leistungsaufnahme und der Betriebsstunden. Wird hingegen die Ölpumpe ständig mittels des vorgesehenen Motors angetrieben, dann steigt die Leistungsaufnahme auf zu große Werte an, die im Gegensatz zur Erzielung einer Verminderung der Leistungsaufnahme stehen.
Im Falle eines üblichen automatischen Getriebes gemäß dem Stand der Technik erfordert der Öldruck: einen Leitungsdruck zur Steuerung des Anlegens von Reibungselementen wie Kupplungen oder Bremsen; einen zweiten Druck zur Betätigung eines Drehmomentwandlers, sofern dieser vorgesehen ist; und ein Schmieröldruck zum Kühlen der Reibungskupplungselemente und des Getriebes und zur Schmierung der einzelnen mechanischen Teile. 13 zeigt einen allgemeinen Teil eines Druckregelkreises zur Erzeugung dieser individuellen Öldrücke im Ventilgehäuse des automatischen Getriebes. Ein Leitungsdruck-Öldurchgang (a) ist mit einer Entsorgungsseite einer Ölpumpe (O/P) verbunden und führt zu einer Schaltsteuerungsschaltung zur Steuerung des Öldrucks des hydraulischen Servoantriebs der individuellen Reibungskupplungselemente. Ein Leitungsdruck (P_L) des Leitungsdruck-Öldurchgangs (a) wird mittels eines primären Regelventils geregelt, das mit einem Zweig des Leitungsdruck-Öldurchgangs (a) verbunden ist zur Ausgabe eines zweiten Drucks (P_sec) in angemessener Weise während der Regelung des Leitungsdrucks und zur Ableitung des übergroßen Drucks auf der Ansaugseite der Ölpumpe (O/P). Ein Sekundärdruck-Öldurchgang (b) ist mit der Ausgangsseite des primären Regelventils verbunden und führt zum Drehmomentwandler. Der Sekundärdruck (P_sec) des Sekundärdruck-Öldurchgangs (b) wird mittels eines sekundären Regelventils geregelt, das mit einem Zweig des Öldurchgangs (b) verbunden ist zur Ausgabe eines Schmieröldrucks (P_LUBE) in geeigneter Weise während des Regelns des Sekundärdrucks (P_sec) und zur Ableitung des übergroßen Drucks auf der Ansaugseite der Ölpumpe. Ferner ist der Schmieröldruck (P_LUBE) eines Schmierdruck-Öldurchgangs (c), der mit der Ausgangsseite des sekundären Regelventils verbunden ist und zu den einzelnen mechanischen Teilen führt, der Ausgangsöldruck des vorstehend angegebenen zweiten Regelventils. Die Regelventile werden mittels eines linearen Solenoidventils gesteuert zur Ausgabe eines Drosselsignaldrucks (P_SLT) in Abhängigkeit von Drosselöffnungsdaten, wie sie an ein Solenoid angelegt werden.
In der Druckregelschaltung mit dem vorstehenden Aufbau steigt der Leitungsdruck (P_L) an, wenn die Entladeölmenge der Ölpumpe (O/P) über die abzuleitende und in einer Schaltsteuerungsschaltung aufzunehmende Ölmenge ansteigt. Nachdem der Leitungsdruck (P_L) einen vorbestimmten Leitungsdruck (P_L) erreicht, wird der Überdruck als Sekundärdruck (P_sec) zum Sekundärdruck-Öldurchgang (b) ausgegeben. Da die Entladeölmenge der Ölpumpe (O/P) in gleicher Weise höher als die durch die Schaltung aufzunehmende und zum Sekundärdruck-Öldurchgang (b) abzuleitende Ölmenge ansteigt, wird der das Sekundärregelventil durchlaufende Überdruck als Schmierdruck (P_LUBE) zu dem Schmierdruck-Öldurchgang (c) ausgegeben, und der weitere übergroße Öldruck wird von einem Ableitungsöldurchgang (d) zur Ansaugseite der Ölpumpe (O/P) zurückgeführt. Im Ergebnis ist die Ölpumpenantriebskraft, wie sie zur Entladung des abgeleiteten Öls aufgenommen wurde, ein Energieverlust. Ferner ist das zum Schmierdruck-Öldurchgang (c) ausgegebene Öl ebenfalls ein Energieverlust, wenn sich die einzelnen mechanischen Teile in einem Belastungszustand befinden, der keine besondere Zufuhr von Schmieröl erfordert.
14 veranschaulicht ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Anstieg der vorstehend angegebenen einzelnen Öldrücke bei einer vollen Drosselzeit bei einer ersten Geschwindigkeit des normalen Automatikgetriebes und den Anstiegen in den Drehzahlen der Ölpumpe. Der Leitungsdruck (P_L) nimmt einen vorbestimmten Wert an, wie es mittels einer durchgezogenen Kurve in der Zeichnung dargestellt ist, wenn die Drehzahl der Ölpumpe (d. h. die Maschinendrehzahl) etwa 1400 1/min beträgt. Der Schmieröldruck (P_LUBE) nimmt einen vorbestimmten Wert an, wie es mittels einer punktierten Kurve angegeben ist, wenn die Drehzahl der Ölpumpe etwa 2600 1/min beträgt. In diesem Fall wird die Entladeströmung, die zur Drehzahl der Ölpumpe gehört, die den vorstehend angegebenen Wert von 2600 1/mit übersteigt, vollständig abgeleitet und führt zu einem Energieverlust. Obwohl es bei den Bedingungen der vorliegenden Figur nicht dargestellt ist, kann der Energieverlust erheblich vermindert werden durch Regeln der Obergrenze der Drehzahl der Ölpumpe auf etwa 1400 1/min, wenn ferner der Fahrbetriebszustand keinen Schmieröldruck erfordert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die elektrische Steuerung einer Ölpumpe für ein Kraftfahrzeuggetriebe derart auszugestalten, dass ein Elektromotor ständig die Ölpumpe ohne Zwischenschaltung eines Schaltmechanismus antreibt und das Steuersystem die Leistungsaufnahme vermindern und die erforderliche Entladeölmenge in Abhängigkeit von der Fahrsituation aufrechterhalten kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem elektrischen Ölpumpensteuerungssystem für ein Kraftfahrzeugleistungsgetriebe mit den Merkmalen von einem der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in dem abhängigen Anspruch definiert.
Während der Leerlaufphase (Schiebebetrieb, d. h. wenn der Hauptantrieb mittels der Trägheitskraft angetrieben wird) ist die an die einzelnen Teile anzulegende Kraft des Leistungsgetriebes niedrig. Das Leistungsgetriebe weist den Aufbau eines automatischen Getriebes auf, und es ist nicht erforderlich, die Schmierölmenge während des Schiebebetriebs aufrechtzuerhalten, mit Ausnahme der Zeiten des Antriebs, obwohl die Reibungskupplungselemente (Bremsen u. s. w.) zur Erzielung einer Maschinenbremsung verwendet werden. Die Erfindung dient ferner der Erleichterung des Ölpumpenantriebs während des Schiebebetriebs zur weiteren Verminderung der Leistungsaufnahme.
Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit auch während des vorstehend angegebenen Schiebebetriebs (Leerlauf) hoch ist, ist die Drehzahl des internen Mechanismus des Leistungsgetriebes hoch und die den einzelnen mechanischen Teilen zugeführte Belastung ist höher als bei niedriger Geschwindigkeit. Die Erfindung dient ferner der Vermeidung eines Mangels an erforderlicher Schmierölmenge unter derartigen Fahrbedingungen.
Während einer Antriebszeit ist die Fahrzeuggeschwindigkeit im allgemeinen niedrig während des Umkehrbetriebs (Rückwärtsbetrieb), und die Zeit während des Umkehrbetriebs ist ebenfalls kurz, so dass die erforderliche Schmierölmenge für eine Vorwärtsfahrt nicht aufrechterhalten werden muss. Auch wenn es sich bei dem Leistungsgetriebe um ein automatisches Getriebe handelt und die Reibungskupplungselemente verwendet werden zur Aufrechterhaltung des Umkehrbetriebszustands (Rückwärtsbetrieb), muss die für eine Vorwärtsfahrt erforderliche Schmierölmenge nicht aufrechterhalten werden. Die Erfindung dient somit ferner der Erleichterung der Ölpumpenantriebsbelastung während eines Umkehrbetriebs, wobei die Leistungsaufnahme weiter vermindert wird.
Ist die Geschwindigkeit auch während des vorstehend angegebenen Umkehrbetriebs groß, dann ist die Drehzahl des internen Mechanismus des Leistungsgetriebes hoch und die Belastung der individuellen mechanischen Teile ist höher als bei einer niedrigen Geschwindigkeit. Die Erfindung dient somit ferner der Vermeidung eines Mangels an Schmieröl bei derartigen Fahrbedingungen.
Bei stehendem Fahrzeug und einer Schaltposition des Leistungsgetriebes in einem Fahrbereich ist nicht nur die Drehzahl sondern auch die Belastung der internen Mechanismen des Leistungsgetriebes niedrig. Die Wahrscheinlichkeit zum Starten des Fahrzeugs für eine schnelle Fahrt ist jedoch so groß, dass ein hoher Leitungsdruck zur Steuerung der Anwendung der Reibungskupplungselemente des Leistungsgetriebes zum Zeitpunkt eines Schaltens zu einer Startbeschleunigung erforderlich ist. Die Erfindung dient daher ferner der Aufrechterhaltung des gewünschten Leitungsdrucks gemäß dieser Situation zur Verhinderung eines langsamen Startens des Fahrzeugs.
Beim Anhalten in einem Nichtfahrbereich ist sowohl die Drehzahl als auch die Belastung der internen Mechanismen des Leistungsgetriebes niedrig, so dass es erforderlich ist, Vorbereitungen für den Start einer Beschleunigung zu treffen durch Abwarten des Schaltens in einen Fahrbereich. Die Erfindung dient daher ferner der Erleichterung der Ölpumpenantriebsbelastung während des Nichtfahrbereichs auf das Minimum zur weiteren Verminderung der Leistungsaufnahme.
Bei der Anfangsfahrstartzeit eines Fahrzeugs unabhängig von der vorstehend angegebenen Schaltposition ist die Arbeitstemperatur des Leistungsgetriebes niedrig und das Öl weist eine geringe Fluidität auf, so dass das Schmieröl die einzelnen mechanischen Teile nicht in ausreichender Weise schmiert. Es ist daher erforderlich, den Schmierzustand der einzelnen Teile schnell zu verstärken. Nachdem die Öltemperatur einen angemessenen Wert erreicht hat, ist die Verstärkung einer geeigneten Schmierölmenge nicht so schwierig wie zur Anfangszeit. Die Erfindung dient somit ferner dem Vermeiden eines Mangels an Schmieröl, wie er mit einer Verminderung in der Leistungsaufnahme einhergeht, durch Antreiben der Ölpumpe in Abhängigkeit von der Arbeitstemperatur des Öls und der Schmiersituation der einzelnen mechanischen Teile.
In allgemeiner Form ausgedrückt ändert sich die Fluidität (Fließfähigkeit) des Arbeitsöls in Abhängigkeit von der jeweiligen Öltemperatur. Die Erfindung bewirkt somit ferner die Vermeidung eines Mangels an Schmieröl, der mit einer Verminderung der Leistungsaufnahme einhergeht, auch unter einer allgemeinen Situation durch Antreiben der Ölpumpe unter Berücksichtigung der Fluidität des Arbeitsöls.
Das Fahrzeugleistungsgetriebe kann umfassen: eine Ölpumpe, die als Öldruckquelle einen Leitungsdruck zur Steuerung der Anwendung von Reibungskupplungselementen und für einen Schmierdruck zur Schmierung einzelner mechanischer Teile dient, einen Motor zum Antreiben der Ölpumpe und eine Steuerungseinheit zur Steuerung des Motors. Ein vorgesehenes elektrisches Ölpumpensteuerungssystem kann einen Beschleunigungssensor zur Eingabe von Beschleunigungsdaten in Abhängigkeit vom Betrieb des Beschleunigungspedals eines Fahrzeugs zur Steuerungseinheit umfassen. Ein Vorteil der Erfindung ist es, dass die Steuerungseinheit die Drehzahl des Motors in der Weise steuert, dass die Entladeölmenge durch die Ölpumpe ausreichend ist zur Ausgabe eines Leitungsdrucks, der den Beschleunigungsdaten und dem Schmieröldruck entspricht. Für die Entladeölmenge ist eine Ölverlustmenge (Leckage) bei den einzelnen Teilen zu berücksichtigen, und dieser Faktor wird bei der Einstellung der Drehzahl des Motors einbezogen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Steuerungseinheit den Leerlaufzustand (Schiebebetrieb) des Fahrzeugs aus den Beschleunigungsdaten zur Steuerung der Drehzahl des Motors bestimmt, so dass die Entladeölmenge der Ölpumpe lediglich ausreicht zur Ausgabe des Leitungsdrucks und nicht des Schmieröldrucks.
Das elektrische Ölpumpensteuerungssystem kann ferner einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zur Eingabe der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in die Steuerungseinheit umfassen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Steuerungseinheit die Drehzahl des Motors während des Leerlaufs (Schiebebetrieb) bei einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit steuert, so dass die Entladeölmenge der Pumpe ausreichend ist zur Bildung des Leitungsdrucks und des Schmieröldrucks.
Das elektrische Ölpumpensteuerungssystem kann ferner einen Schaltpositionssensor zur Eingabe der Schaltposition des Leistungsgetriebes zur Steuerungseinheit umfassen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Steuerungseinheit die Drehzahl des Motors steuert, wenn der Fahrbereich (Schaltposition) der Umkehrbetrieb ist, so dass die Entladeölmenge der Pumpe lediglich ausreicht zur Zuführung des Leitungsdrucks in Übereinstimmung mit den Beschleunigungsdaten.
Das elektrische Ölpumpensteuerungssystem kann ferner einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zur Eingabe der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in die Steuerungseinheit umfassen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Steuerungseinheit während des Umkehrbetriebs mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit die Drehzahl des Motors in der Weise steuert, dass die Entladeölmenge der Ölpumpe ausreichend ist zur Ausgabe des Leitungsdrucks in Übereinstimmung mit den Beschleunigungsdaten und dem Schmieröldruck.
Das elektrische Ölpumpensteuerungssystem kann ferner einen Schaltpositionssensor zur Eingabe der Schaltposition des Leistungsgetriebes in die Steuerungseinheit umfassen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Steuerungseinheit während eines Anhaltens in einem Fahrbereich die Drehzahl des Motors unabhängig von dem Wert der eingegebenen Beschleunigungsdaten steuert, so dass die Entladeölmenge der Ölpumpe lediglich ausreichend ist zur Zuführung eines Leitungsdrucks zur Verhinderung eines langsamen Starts des Fahrzeugs.
Das elektrische Ölpumpensteuerungssystem kann ferner einen Schaltpositionssensor zur Eingabe der Schaltposition (Fahrbereich) des Leistungsgetriebes zur Steuerungseinheit, und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zur Eingabe der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs umfassen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Steuerungseinheit während eines Anhaltens in einem Nichtfahrbereich unabhängig vom Wert der eingegebenen Beschleunigungsdaten die Drehzahl des Motors derart steuert, dass die Entladeölmenge der Ölpumpe ausreichend ist zur Bildung eines Leitungsdrucks, der ein Schalten in einen Fahrbereich in Vorbereitung für den Start der Beschleunigung ermöglicht.
Das elektrische Ölpumpensteuerungssystem kann ferner einen Zündschalter zur Eingabe der EIN/AUS-Zustandsdaten einer Leistungsquelle des Fahrzeugs zur Steuerungseinheit, und einen Öltemperaturschalter zur Eingabe der Temperatur des Öls im Leistungsgetriebe in die Steuerungseinheit umfassen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Steuerungseinheit eine Drehung des Motors mit einer großen Geschwindigkeit veranlasst, wenn der Zündschalter eingeschaltet wird (EIN-Zustand) während einer vorbestimmten Zeitdauer in Abhängigkeit von der Öltemperatur und vermindert die Drehzahl des Motors allmählich in Erwartung des Ablaufens einer vorbestimmten Zeitdauer auf einen Wert, der geeignet ist zur Ausgabe des Leitungsdrucks in Übereinstimmung mit den Beschleunigungsdaten.
Das elektrische Ölpumpensteuerungssystem kann ferner einen Öltemperatursensor zur Eingabe der Temperatur des Öls im Leistungsgetriebe in die Steuerungseinheit umfassen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Steuerungseinheit die Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von der Öltemperatur ändert.
Die Drehzahl des Motors zum Antrieb der Ölpumpe in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird in der Weise gesteuert, dass eine Entladeölmenge durch die Ölpumpe einen Wert annimmt, der geeignet ist zur Ausgabe eines Leitungsdrucks in Übereinstimmung mit den Beschleunigungsdaten und dem Schmieröldruck in der Weise, dass die Werte des Leitungsdrucks und des Schmieröldrucks verlässlicherweise erreicht werden können. Bei dieser Motordrehzahl, wird die Entladeölmenge der Ölpumpe vollständig als Leitungsdruck und als Schmieröldruck verwendet, so dass der Motor nicht ineffizient verwendet wird und die Leistungsaufnahme vermindert ist.
Im Rahmen eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung wird während eines Leerlaufs (Schiebebetrieb) und fehlendem Bedarf an Schmieröl die Entladeölmenge in der Weise eingestellt, dass lediglich die Ausgabe des Leitungsdrucks möglich ist, die zur Anwendung der Reibungskupplungselemente während des Maschinenbremsens erforderlich ist, so dass eine Entlastung der Ölpumpenantriebsbelastung des Motors erzielt wird.
Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem auch während des Leerlaufs eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechterhalten wird mit einer hohen Drehzahl des internen Mechanismus des Leistungsgetriebes, steigt die auf die einzelnen mechanischen Teile ausgeübte Belastung auf größere Werte als bei niedriger Geschwindigkeit an. Der potentielle Mangel an einer Schmierölmenge kann vermieden werden durch Bilden eines Schmieröldrucks, der zur Kühlung und Schmierung ausreichend ist.
Während des Umkehrbetriebs (Rückwärtsbetrieb) ist die Motordrehzahl auf einen Wert eingestellt, der geeignet ist zur Ausgabe lediglich des Leitungsdrucks in Übereinstimmung mit den Beschleunigungsdaten, so dass die Leistungsaufnahme vermindert werden kann, während die Anwendung der Reibungskupplungselemente zur Sicherstellung der Umkehrbetriebsart aufrechterhalten wird.
Während der Umkehrbetriebsart mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit können die einzelnen mechanischen Teile gekühlt und geschmiert werden, indem ein ausreichender Leitungsdruck zur Bildung und Ausgabe auch des Schmieröldrucks erzeugt wird.
Die Bildung eines Leitungsdrucks kann ebenfalls in Vorbereitung einer plötzlichen Beschleunigung des Fahrzeugs eingestellt werden, so dass eine Verzögerung beim Starten der Beschleunigung verhindert werden kann durch schnelle Betätigung (Anwendung) der Reibungskupplungselemente. Ferner wird kein Schmieröldruck gebildet, so dass die Leistungsaufnahme in entsprechender Weise vermindert wird.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Bereitschaftsbetriebsart (Standby-Zustand) angenommen für das Schalten in einen Fahrbereich, während die Bildung eines Leitungsdrucks auf einem Pegel aufrechterhalten wird, der ein langsames Fahren des Fahrzeugs ermöglicht (Kriechfahrt), so dass die Leistungsaufnahme ebenfalls vermindert ist.
Unmittelbar nach Einschalten der Zündung kann ein ausreichender Schmieröldruck während einer vorbestimmte Zeitdauer in Abhängigkeit von der Öltemperatur des Leistungsgetriebes gebildet werden, so dass das Schmieröl insgesamt sofort dem Leistungsgetriebe zugeführt werden kann. Nach Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer erfolgt der Übergang in eine Bereitschaftsbetriebsart in Vorbereitung des Schaltens in einen Fahrbereich, während die Bildung eines Leitungsdrucks auf einem Pegel zur Ermöglichung des langsamen Kriechens eines Fahrzeugs aufrechterhalten wird.
Die Bildung des erforderlichen Leitungsdrucks und des Schmieröldrucks kann in Abhängigkeit von einer Änderung in der Fluidität (Fließfähigkeit) infolge des Viskositätswiderstands des Öls eingestellt werden.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des gesamten Systemaufbaus einer Fahrzeugantriebseinheit einschließlich eines Leistungsgetriebes gemäß einem Ausführungsbeispiel und des schematisch dargestellten Triebstrangs,
2 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Funktionen und Anwendung der Fahrzeugantriebseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel,
3 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung der Anwendung des automatischen Getriebes des Triebstrangs gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel,
4 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Hauptsteuerungsablaufs einer elektrischen Ölpumpensteuerung gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel,
5 ein Ablaufdiagramm eines Startsteuerungs-Unterprogramms im Rahmen des vorstehenden Hauptsteuerungsablaufs,
6 ein zeitliches Kennfeld der elektrischen Ölpumpensteuerungsstartzeit, wie es bei der vorstehenden Startsteuerung verwendet wird,
7 ein Ablaufdiagramm eines Startsteuerungs-Unterprogramms im Rahmen des vorstehenden Hauptsteuerungsablaufs,
8 ein Grundsteuerungskennfeld im Zustand vor einer Verringerung zur Verwendung bei der vorstehenden Startsteuerung,
9 ein Grundsteuerungskennfeld im Zustand nach einer Verringerung zur Verwendung bei der vorstehenden Startsteuerung,
10 ein Ablaufdiagramm eines Umkehrsteuerungs-Unterprogramms im Rahmen des vorstehenden Hauptsteuerungsablaufs,
11 ein Umkehrsteuerungskennfeld mit einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbetriebsart zur Verwendung bei der vorstehenden Umkehrsteuerung,
12 ein Umkehrsteuerungskennfeld mit einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbetriebsart zur Verwendung bei der vorstehenden Umkehrsteuerung,
13 einen teilweise dargestellten Hydraulikschaltkreis mit einer Ölpumpe und einem Druckregelungsschaltungsteil des automatischen Getriebes gemäß dem Stand der Technik, und
14 eine grafische Darstellung von Hydraulikkennlinien des automatischen Getriebes gemäß dem Stand der Technik.
1 zeigt den gesamten Aufbau einer Hybrid-Fahrzeugantriebseinheit mit der Verwendung einer Maschine und eines Motor Generator-Kombination als Leistungsquelle, und einem mechanischen Teil eines Leistungsgetriebes in schematischer Darstellung. Die Antriebseinheit gemäß dem vorstehend angegebenen Aufbau umfasst eine Maschine (Brennkraftmaschine) (E/G) 1A und einen Permanentmagnetsynchronmotor als Motor/Generatoreinheit (M/G) 1B als Leistungsquelle, einen Maschinensteuerungscomputer (E/G) 3A als Steuerungseinrichtung für die Maschine 1A, eine mittels einer Batterie 20 versorgten Inverter 2B als Ansteuerungseinrichtung für die Motor/Generatoreinheit 1B, ein automatisches Getriebe 8 mit einer Leistungsaufteilungseinheit als Leistungsgetriebe, und einen Hauptcomputer (T/M&M/G-ECU) 3C zur Steuerung des Getriebes und der Motor/Generatoreinheit 1B als Hauptsteuerungssystem.
Das automatische Getriebe 8 umfasst ein Ventilgehäuse (V/B) 80 mit einem hydraulischen Schaltkreis zu dessen Steuerung sowie eine Ölpumpe (O/P) 83, die in einer geeigneten Position des automatischen Getriebes 8 angeordnet ist, und die mittels eines hierfür bestimmten Motors 84 angetrieben wird. Der Motor 84 wird mittels einer hierfür vorgesehenen Steuerungseinrichtung 85 angesteuert. Der Hauptsteuerungscomputer 3C empfängt eine Drosselöffnung als Beschleunigungsdaten von dem Maschinensteuerungscomputer 3A und ist mit dem Inverter 2B verbunden zum Austausch von Daten zur Steuerung der Motor/Generatoreinheit 1B und mit dem Ventilgehäuse 80 zur Ausgabe von Daten zur Steuerung der einzelnen (nicht gezeigten) Solenoidventile des Ventilgehäuses 80. Das Steuerungssystem umfasst einen Zündschalter (IG/SW) 4, einen Öltemperatursensor (ATF-SN) 5 zur Erfassung der Arbeitsöltemperatur des Leistungsgetriebes, einen Fahrgeschwindigkeitssensor (SP-SN) 6 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit aus Drehzahlen einer Ausgangswelle 82 des automatischen Getriebes 8, und einen Schaltpositionssensor (NSSW) 7 zur Erfassung der Position eines Schalthebels zur Steuerung des Leistungsgetriebes in Ausdrücken der Versetzung einer Hebelverbindung.
Gemäß der Darstellung in 1 ermöglicht das automatische Getriebe 8 eine Vielzahl von Fahrstufen durch aktivieren oder lösen von Kupplungen C0 bis C2 und Bremsen B0 bis B3. Das automatische Getriebe umfasst einen Viergangaufbau einschließlich zweier Planetengetriebeeinheiten U1 und U2. Das automatische Getriebe 8 umfasst drei Vorwärts- und einen Rückwärtsgang mit einer Planetengetriebeeinheit U0 zur Bildung eines Overdrivemechanismus (Schnellgang, Schongang). Ein Carrier C₀ und ein Sonnenrad S₀ der Planetengetriebeeinheit U0, die mit einer Eingangswelle 81 verbunden ist, sind mit der Kupplung C0 in paralleler Anordnung zueinander über eine Einwegkupplung F0 verbunden, und das Sonnenrad S₀ kann mittels der Bremse B0 relativ zum Getriebegehäuse verzögert bzw. gebremst werden. Ein Hohlrad R₀ bildet ein Ausgangselement der Planetengetriebeeinheit U0 und ist über die Kupplungen C1 und C2 in paralleler Anordnung zueinander mittels eines Hohlrads R₁ und eines Sonnenrads S₁ der Planetengetriebeeinheit U1 verbunden. Ein Sonnenrad S₂ und ein Hohlrad R₂ der Planetengetriebeeinheit U2 ist jeweils mit dem Sonnenrad S₁ und einem Carrier C₁ der Planetengetriebeeinheit U1 verbunden, und das Hohlrad R₂ ist mit der Ausgangswelle 82 als Ausgangselement des automatischen Getriebes 8 verbunden. Die vorstehend angegebenen Sonnenräder S₁ und S₂ können relativ zum Getriebegehäuse mittels der Bremse B1 und einer Einwegkupplung F1 in Reihe zur Bremse B2 zurückgehalten werden, und ein Carrier C2 der Planetengetriebeeinheit U2 kann mittels einer Einwegkupplung F2 in paralleler Anordnung mit der Bremse B3 zurückgehalten werden.
Das automatische Getriebe 8, die Maschine 1A und die Motor/Generatoreinheit 1B sind miteinander über die Leistungsaufteilungseinheit (Stufengetriebe, Power-Split-Unit) verbunden. Die Leistungsaufteilungseinheit umfasst eine Planetengetriebeeinheit US, die mit der Maschine 1A über eine Vorwärtskupplung CF verbunden ist und ferner mit der Motor/Generatoreinheit 1B und dem Getriebe 8 verbunden ist. Die Planetengetriebeeinheit US umfasst ein Hohlrad R_s ein Sonnenrad S_s und einen Carrier C_s einer Kammwalze P_s, die in Eingriff mit den beiden Rädern R_s und S_s steht. Das Hohlrad R_s ist über die Vorwärtskupplung CF mit einer Ausgangswelle 10 (Abtriebswelle) der Maschine 1A verbunden. Das Sonnenrad S_s ist mit einem Rotor 11 der Motor/Generatoreinheit 1B verbunden. Der Carrier C_s ist mit der Eingangswelle 81 des automatischen Getriebes 8 verbunden. Eine Direktkupplung CD zur Verbindung und Trennung des Hohlrads R_s und des Sonnenrads S_s jeweils voneinander ist vorgesehen, so dass die Planetengetriebeeinheit US entweder direkt drehbar ist oder in Planetendrehung betrieben wird.
Das Steuerungssystem zur Steuerung der Antriebseinheit gemäß dem vorstehenden Aufbau umfasst im wesentlichen den Hauptsteuerungscomputer 3C zur Steuerung des Getriebes und der Motor/Generatoreinheit 1B, wobei die Motor/Generatoreinheit 1B über den Inverter 2B gesteuert wird und die Steuerung der einzelnen Bremsen und Kupplungen des automatischen Getriebes 8 mit der Leistungsaufteilungseinheit über den nicht gezeigten Hydraulikschaltkreis im Ventilgehäuse erfolgt, wobei das Steuerungssystem ferner umfasst: die Batterie 20 zur Speicherung von mittels der Motor/Generatoreinheit 1B bereitgestellter Energie als elektrische Leistung und zum Zuführen einer elektrischen Leistung zum Antreiben der Motor/Generatoreinheit 1B, den vorstehend angegebenen Inverter 2B zur Bildung einer Steuerungseinrichtung für die Motor/Generatoreinheit 1B, den vorstehend angegebenen Hydraulikschaltkreis zur Bildung einer Steuerungseinrichtung für das automatische Getriebe 8 und den Maschinensteuerungscomputer 3A zur Bildung einer Steuerungseinrichtung für die Maschine 1A in Verbindung mit einem Datenaustausch mit dem Hauptsteuerungscomputer 3C.
Die Maschine 1A, die Motor/Generatoreinheit 1B und die Leistungsaufteilungseinheit der Fahrzeugantriebseinheit gemäß dem vorstehenden Aufbau können grundsätzlich in fünf unterschiedlichen Betriebsarten betrieben werden, wie es in der grafischen Darstellung von 2 in tabellarischer Form angegeben ist. Während einer Betriebszeit in einer Motorbetriebsart wird im einzelnen die Vorwärtskupplung CF gelöst (X), und die Direktkupplung CD wird eingekuppelt (O), so dass die Maschine 1A zu einer Leerlaufdrehzahl (Standgas) gesteuert wird, während die Motor/Generatoreinheit 1B als Motor (M) arbeitet. Hierbei wird das Ausgangsdrehmoment der Motor/Generatoreinheit 1B zu dem automatischen Getriebe 8 über die Planetengetriebeeinheit US im Direktkupplungszustand übertragen.
Während des Betriebs in einer Aufteilungsbetriebsart wird die Vorwärtskupplung CF eingekuppelt (O), und die Direktkupplung CD wird gelöst (X), so dass die Maschine 1A bei einer vorbestimmten Drehzahl gehalten wird, während die Motor/Generatoreinheit 1B in Abhängigkeit vom Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit vom Generatorbetrieb (G) zum Motorbetrieb (M) umgeschaltet wird. Das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1A wird über die Vorwärtskupplung CF dem Hohlrad R_s der Planetengetriebeeinheit US zugeführt, so dass das Ausgangsdrehmoment in Abhängigkeit von dem Reaktionsdrehmoment des Sonnenrads S_s durch die Motor/Generatoreinheit 1B vom Carrier C_s zum automatischen Getriebe 8 ausgegeben wird.
Während der Betriebszeit in einer parallelen Hybridbetriebsart (PH) werden sowohl die Vorwärtskupplung CF als auch die Direktkupplung CD eingekuppelt (O), so dass die Motor/Generatoreinheit 1B als Generator (G) oder als Motor (M) arbeitet. Hierbei wird das Maschinenausgangsdrehmoment über die Vorwärtskupplung CF und die direkt gekuppelte Planetengetriebeeinheit US zum automatischen Getriebe 8 übertragen, und das Ausgangsdrehmoment der Motor/Generatoreinheit 1B wird über die direkt gekuppelte Planetengetriebeeinheit US zum automatischen Getriebe 8 ausgegeben.
Während der Betriebszeit in der Maschinenbetriebsart werden sowohl die Vorwärtskupplung CF als auch die Direktkupplung CD eingekuppelt (O). Das Ausgangsdrehmoment der Maschine 1A wird über die Vorwärtskupplung CF und die Planetengetriebeeinheit US zu dem automatischen Getriebe 8 ausgegeben.
Bei dem Betrieb in der Regenerationsbetriebsart (Rückspeisungsbetriebsart) wird die Vorwärtskupplung CF gelöst (X), und die Direktkupplung CD wird eingekuppelt (O), so dass die Motor/Generatoreinheit 1B als Generator (G) arbeitet. Das inverse Antriebsdrehmoment, das über das von den Rädern über das automatische Getriebe 8 zur Planetengetriebeeinheit US in direkt gekuppeltem Zustand übertragen wird, wird als Bremskraft für das Fahrzeug in Abhängigkeit von der Drehmomentsteuerung der Motor/Generatoreinheit 1B in dem Leistungserzeugungs-Steuerungszustand verwendet.
Gemäß der tabellarischen grafischen Darstellung in 3 wird das automatische Getriebe 8 der Fahrzeugantriebseinheit durch Lösen oder Einkuppeln der Kupplungen C0 bis C2, durch Betätigen der Bremsen B0 bis B3 und der Einwegkupplungen F0 bis F2 betrieben. Die einzelnen Kupplungselemente werden in Abhängigkeit von den einzelnen Fahrpositionen (Getriebepositionen, Fahrbereich) „P”, „N”, „R” und „D” ausgewählt. In der Tabelle bezeichnen die Symbole (O) den angelegten (eingekuppelten) Zustand der einzelnen Kupplungen und Bremsen und den gekuppelten (geschlossenen) Zustand der Einwegkupplungen, und die Symbole X bezeichnen den gelösten Zustand der einzelnen Kupplungen und Bremsen und den Leerlaufzustand der Einwegkupplungen. Die in 3 angegebene Tabelle zeigt nicht separat einen Bereich „2”. In diesem Bereich werden jedoch der zweite und der erste Gang erreicht, und die angelegten (eingekuppelten) Zustände, die mit dem in Klammern angegebenen Symbol (O) gekennzeichnet sind, werden hinzugefügt, so dass ein Maschinenbremsen erzielt werden kann.
In dem bisher beschriebenen elektrischen Ölpumpensteuerungssystem wird die elektrische Ölpumpe gemäß der nachstehenden Beschreibung gesteuert. Der Betrieb der Ölpumpe 83 wird auf einen derartigen kleinen Wert vermindert, dass die Ausgabe (Bildung) eines Leitungsdrucks und eines Schmieröldrucks bei der maximalen Entladezeit, d. h. während des Betriebs mit maximaler Drehzahl erreicht werden, wobei die gewünschten Ausgangswerte eingestellt werden unter Berücksichtigung von Verlusten (Leckage) des hydraulischen Schaltkreises und der individuellen Teile des zu schmierenden Mechanismus.
Die Steuerung der elektrischen Ölpumpe umfasst eine Startsteuerung, eine Startbetriebssteuerung und eine Umkehrsteuerung, so dass die Schmierung des Getriebes sichergestellt und die Leistungsaufnahme vermindert ist, wodurch einer Brennstoffersparnis Rechnung getragen wird. Die grundsätzlichen Betriebsarten der Ölpumpensteuerung werden nachstehend beschrieben.
Startsteuerung
Bei der Startsteuerung wird zuerst der Zündschalter 4 eingeschaltet zur Einstellung der Drehzahl der Ölpumpe N_OP auf eine anfängliche Startdrehzahl (von beispielsweise 1.500 1/min), wodurch die Bildung eines ausreichenden Schmieröldrucks gewährleistet ist. Diese Einstellung wird während einer vorbestimmten Zeitdauer (von beispielsweise 5 bis 20 sec) aufrechterhalten zur schnellen Verteilung des Schmieröls im gesamten Getriebe. Die Haltezeit der Ölpumpen-Startdrehzahl wird gesteuert als Funktion der Temperatur des Arbeitsöls des automatischen Getriebes (ATF) zur Startzeit und in Abhängigkeit von Kennliniendaten zur Angabe der Beziehung zwischen der Arbeitsöltemperatur (ATF-Temperatur) und der Startzeit, wie es in 6 angegeben ist. Ist die Arbeitsöltemperatur hoch, beispielsweise 80°C oder höher), dann wird angenommen, dass das Schmieröl bereits im gesamten Getriebe verteilt ist, wenn das Fahrzeug nach einer ausreichenden Warmlaufphase startet. Daher wird die Haltezeit verkürzt zur Verminderung der Leistungsaufnahme. Danach wird die Schalteingabe des Schaltpositionssensors 7 mittels eines Zeitgebers (während etwa 2 sec) überwacht. Erfolgt keine Eingabe, dann wird die Drehzahl N_OP der Ölpumpe auf einen niedrigen Wert (von beispielsweise 500 1/min) während der Maschinenleerlaufzeit eines normalen Getriebes eingestellt. Bei dem herabgesetzten Wert wird eine Kriechkraft für das Fahrzeug bereitgestellt durch Aktivieren der Reibungskupplungselemente zu einem Zeitpunkt, wenn eine Schaltung in einen Fahrbereich erfolgt. Daher wird die Ölpumpe von einem Startzustand in einen Bereitschaftszustand versetzt zur Verminderung der Leistungsaufnahme.
Startbetriebssteuerung
Die Startbetriebssteuerung wird bei einem Fahrzeugstoppzustand eingeleitet, d. h. während eines Schaltens von der Neutralstufe zur Fahrstufe (N→D) mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit von V = 0 Km/h, und die Drehzahl N_OP der Ölpumpe wird eingestellt zur Erzielung einer Leitungsdruckdrehzahl (von beispielsweise 800 1/min), die zur Bildung lediglich eines Leitungsdrucks P_L geeignet ist, der zur Bereitstellung des Startvorbereitungszustands erforderlich ist, auch wenn das Beschleunigungspedal, ausgehend von einem ausgeschaltetem Zustand weit durchgedrückt wird. Nach dem Einschalten des Beschleunigungspedals wird ein Leitungsöldruck in Übereinstimmung mit dem Eingangsdrehmoment entsprechend der Bestimmung unter Verwendung der Öltemperatur als Parameter gebildet und es wird eine Schmierung des Getriebes in allen Bereichen in Abhängigkeit von dem Grundsteuerungskennfeld der Ölpumpe gemäß der Darstellung in den 8 oder 9 erzielt. Bei einem Leerlauf mit niedriger Geschwindigkeit (von beispielsweise V ≤ 30 Km/h) und dem ausgeschalteten Beschleunigungspedal oder bei einem Stoppzustand in einem Fahrbereich wird die Drehzahl N_OP der Ölpumpe auf einen Leitungsdruckwert (von 800 1/min) eingestellt, so dass der Ölschmierdruck für niedrige Geschwindigkeit nicht gebildet wird, wie es im Gegensatz hierzu gemäß dem Stand der Technik erfolgt, so dass die Leistungsaufnahme vermindert wird. Wird das Beschleunigungssignal auch nach Ablauf einer Zeitgeberzeit (von 2 sec) nach einer Umschaltung von D→N nicht eingeschaltet, dann wird die Drehzahl N_OP der Ölpumpe auf einen minimalen Wert (von 500 1/min) eingestellt zur Sicherstellung eines Bereitschaftszustands in Verbindung mit einer Verminderung der Leistungsaufnahme. Beim Schalten vom Fahrbereich D zum Neutralbereich N (D→N) während eines Betriebs wird jedoch der Bereitschaftszustand nicht erreicht.
Umkehrsteuerung
Die Umkehrsteuerung ist im wesentlichen identisch mit der vorstehend angegebenen Startbetriebssteuerung, bei der die Drehzahl N_OP der Ölpumpe beim Umschalten vom N-Bereich zum D-Bereich auf eine Leitungsdruckdrehzahl von 800 1/min eingestellt wird. Wird der Fahrbereich „R” ermittelt, dann erfolgt die Drehzahlsteuerung für die Ölpumpe gemäß dem Ölpumpen-Umkehrsteuerungskennfeld, wie es in 11 dargestellt ist. Bei einer niedrigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs wird in diesem Fall zur Verminderung der Leistungsaufnahme ein Leitungsdruck, jedoch kein Schmieröldruck gebildet. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer (V > 20 Km/h) auch zum Zeitpunkt der Ermittlung des „R”-Bereichs, dann folgt die Drehzahlsteuerung der Ölpumpe dem Ölpumpen-Grundsteuerungskennfeld für den Hochgeschwindigkeitsfall, wie es in 12 dargestellt ist, zur weiteren Bildung des Schmieröldrucks.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm, das zur Kombination der beiden einzelnen Steuerungsarten durchgeführt wird. Bei diesem Steuerungsprogramm wird die Startsteuerung gemäß Schritt S2 vor den verbleibenden Steuerungen durchgeführt. Nach dem Abschluss dieser Durchführung umfasst der Steuerungsablauf die verschiedenen Steuerungen gemäß den Schritten S5, S8, S12 und S13. Der Steuerungsablauf wird nachstehend im einzelnen in Abhängigkeit von den Betriebsabläufen beschrieben.
Zuerst wird der Betriebsstart des Fahrzeugs in Schritt S1 durch Überprüfen bestimmt, ob der Zündschalter eingeschaltet ist. Ist die Antwort NEIN, dann endet die Schleife ohne Eintreten in die nachfolgenden einzelnen Schritte. Ist die Antwort JA, dann erfolgt ein Eintreten in das Startsteuerungs-Unterprogramm in Schritt S2 zur Schmierung des gesamten Leistungsgetriebes. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Startsteuerungs-Unterprogramms, in welchem die Anfangsstartdrehzahl (von 1.500 1/min) in Schritt 20 eingestellt wird. Danach wird in Schritt S21 aus dem Eingangssignal des Öltemperatursensors 5 die Arbeitsöltemperatur eingelesen. Sodann wird in Schritt S22 die Anfangsstartzeit aus den Kennfelddaten gemäß der Darstellung in 6 eingelesen zur Einstellung des Zeitgebers (von 5 bis 20 sec). Gemäß 4 wird sodann gemäß der Bestimmung im Rahmen der Startsteuerung die Ölpumpendrehzahl N_OP in Schritt S3 gelesen und gespeichert. In Schritt S4 und den nachfolgenden Schritten wird der gegenwärtig ausgewählte Fahrbereich durch Überprüfen des Schaltpositionssensors 7 bestimmt. Im vorliegenden Fall liegt der Zustand vor dem Betrieb, und der P- oder N-Bereich wird im allgemeinen gewählt und das Fahrzeug befindet sich im Stoppzustand. Somit ist keine der Antworten in den nachfolgenden Schritten S4, S7, S10 und S11 NEIN, wobei jedoch die Ölpumpendrehzahl N_OP sodann in einem Schritt S13 auf die Minimaldrehzahl (von 500 1/min) eingestellt wird. In dieser Schleife ist die Antwort des Startsteuerungsendes des nächsten Schritts S14 NEIN, und die im Rahmen des Startsteuerungs-Unterprogramms mittels der Verarbeitung des Schritts S15 eingestellte höhere Ölpumpenstartdrehzahl N_OP wird in Schritt S16 ausgegeben. Ist die Antwort bezüglich des Ausschaltzustands des Zündschalters in Schritt S17 NEIN, dann wird die mit Schritt S4 beginnende Schleife erneut durchgeführt.
Ist der mittels des Startsteuerungs-Unterprogramms eingestellte Zeitgeber durch Wiederholen der Schleife abgelaufen, so dass die Antwort auf die Bestimmung des Startsteuerungsendes in Schritt S14 JA ist, dann wird die Ölpumpendrehzahl N_OP bei dem Minimumwert (von 500 1/min) in Schritt S16 ausgegeben. Erfolgt das Schalten in eine Fahrstufe nicht während einer vorbestimmten Zeitdauer T_Im (von beispielsweise 2 sec) von der nächsten Schleife, dann wird die Drehzahl des Motors 84 um eine vorbestimmte Rate No (von beispielsweise 200 1/min × sec) auf den Minimalwert (von 500 1/min) vermindert, so dass die Drehzahl vom Ölpumpenstartzustand zum Bereitschaftszustand vermindert wird zur Verminderung der Leistungsaufnahme und in Erwartung eines einzugebenden Schaltsignals. Erfolgt jedoch eine Schaltung in einen Fahrbereich vor dem Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer oder innerhalb der vorstehend angegebenen Zeitdauer (von beispielsweise 2 sec), dann wird die Steuerung sofort geändert zur Anpassung an die Schaltung entweder ohne Verminderung der Drehzahl auf den vorstehend angegebenen Bereitschaftszustand oder im Falle des Verminderungsverfahrens.
Führt der Fahrer ein Umschalten zu dem D-Bereich mit der Absicht eines Fahrbeginns durch, dann führt die Umschaltung zum D-Bereich zu einer Bestimmung (JA) in Schritt S7 und der Steuerungsablauf wird zu dem Startbetriebssteuerungs-Unterprogramm gemäß Schritt S8 übertragen. 7 zeigt das Startbetriebssteuerungs-Unterprogramm, in welchem in Schritt S30 mittels des Beschleunigungssensors (in Größe der Drosselöffnung gemäß der Eingabe durch den Maschinensteuerungscomputer in der vorliegenden Betriebsart) bestimmt wird, ob das Beschleunigungspedal niedergedrückt wird. Ist die Antwort bezüglich des Einschaltzustands des Beschleunigungssensors JA, dann wird die Drehzahl der Ölpumpe in Abhängigkeit von den Beschleunigungsdaten (beispielsweise dem Eingangsdrehmoment in der vorliegenden Betriebsart) entsprechend der Einstellung mittels des Ölpumpen-Grundsteuerungskennfelds, das in den 8 und 9 dargestellt ist, eingestellt. Gemäß der Darstellung in 8 ist das Ölpumpen-Grundsteuerungskennfeld voreingestellt zur Erzielung eines Öldrucks (beispielsweise eines Leitungsdrucks P_L) entsprechend einem Eingangsdrehmoment und einem ausreichenden Schmieröldruck unter Verwendung der Arbeitsöltemperatur als Parameter. Bei dieser Betriebsart unter Voraussage des Falls, in welchem eine Druckverminderung bei einem Hochgeschwindigkeitszustand (beispielsweise im dritten Gang oder höher) eingegeben wird, sind zwei Kennfelder eingestellt, d. h. ein Kennfeld vor einer Verminderung (BCB) gemäß 9 und ein Kennfeld nach der Verminderung (ACB) gemäß 8. Ist die Antwort bezüglich des Einschaltzustands des Beschleunigungssensors in Schritt S30 NEIN, dann wird in Schritt S32 bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist (≤ 30 Km/h). Ist die Antwort bei einer hohen Geschwindigkeit NEIN, dann tritt der Steuerungsablauf in Schritt S31 ein, in welchem ein ausreichender Öldruck aktiviert wird. Ist die Antwort JA bei einer niedrigen Geschwindigkeit (von 30 Km/h oder kleiner), dann ist es nicht erforderlich, einen Schmieröldruck bereitzustellen. Zur Verminderung der Leistungsaufnahme wird daher die Ölpumpendrehzahl auf einen relativ niedrigen Wert (von 800 1/min) zur Bildung des Leitungsdrucks in Schritt S33 eingestellt. Diese Ölpumpendrehzahl weist einen Wert auf, der die Bildung des Leitungsdrucks ermöglicht entsprechend dem Eingangsdrehmoment unmittelbar nachdem der Beschleunigungssensor vom ausgeschalteten Zustand zum eingeschalteten Zustand versetzt wird, wobei es hier noch nicht möglich ist, einen ausreichenden Schmieröldruck zu bilden. Hierbei kann der Leitungsdruck ausgegeben werden zum Halten des Eingriffs der Bremse B1 oder B3 zur Aufrechterhaltung des entsprechenden Elements zur Erzielung einer Maschinenbremsung, so dass das Leerlaufdrehmoment übertragen werden kann.
Wird die Ölpumpendrehzahl N_OP in der Weise eingestellt, dann wird die Ölpumpendrehzahl N_OP gemäß der Bestimmung zur Startbetriebssteuerung im nächsten Schritt S9 gemäß 4 gelesen und gespeichert. Da in diesem Fall die Antwort des Schritts S14 zum Startsteuerungsende JA ist, wird die gespeicherte Ölpumpendrehzahl N_OP in der gegenwärtigen Form in Schritt S16 ausgegeben. Wird in Schritt S17 bestätigt, dass der Zündschalter eingeschaltet ist, dann kehrt der Steuerungsablauf zur Wiederholung der Steuerung zu Schritt S4 zurück. Diese Schleife wird kontinuierlich verarbeitet bis die Antwort der Bestimmung des D-Bereichs in Schritt S7 NEIN ist.
Führt der Fahrer eine Schaltung zum R-Bereich mit der Absicht eines Umkehrbetriebs durch, dann ist die Antwort zur Bestimmung des R-Bereichs JA, und der Steuerungsablauf geht zum Umkehrsteuerungs-Unterprogramm gemäß Schritt S5 über. 10 zeigt das Umkehrsteuerungs-Unterprogramm, in welchem in Schritt S40 aus den Beschleunigungsdaten bestimmt wird, ob das Beschleunigungspedal niedergedrückt wurde. Ist die Antwort bezüglich des Einschaltens des Beschleunigungssensors bei dieser Bestimmung JA, dann wird in Schritt S41 aus dem Eingangssignal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 6 bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit zur Umkehrbetriebszeit niedriger oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit (≤ 20 Km/h) ist. Ist die Antwort bei der Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmung JA, dann wird in Schritt S42 die Drehzahl entsprechend den Beschleunigungsdaten mittels des in 11 veranschaulichten Niederbetriebsartkennfelds eingestellt. Das Niederbetriebsartkennfeld kennzeichnet keinen ausreichenden Öldruck für einen Schmieröldruck zur Bildung bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten, so dass die Drehzahl auf einen Wert eingestellt wird, der lediglich zur Bildung des Leitungsdrucks in Übereinstimmung mit dem Eingangsdrehmoment geeignet ist. Ist die Antwort der Bestimmung bei der niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt S41 NEIN, dann wird die Drehzahl in Übereinstimmung mit den Beschleunigungsdaten entsprechend einem in 12 veranschaulichten Hochbetriebsartkennfeld eingestellt. Bei diesem Hochbetriebsartkennfeld wird die Drehzahl eingestellt zur Bildung des Schmieröldrucks, der entsprechend der hohen Fahrzeuggeschwindigkeit ausreichend ist. Die Drehzahl wird hierbei auf einen höheren Wert als bei dem Niederbetriebsartkennfeld eingestellt. Im Falle des ausgeschalteten Zustands des Beschleunigungssensors, wobei die Antwort bei der Beschleunigungsbestimmung in Schritt S40 NEIN ist, wird in Schritt S44 aus den gleichen Gründen wie bei dem D-Fahrbereich bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V klein (≤ 30 Km/h) ist. Im Falle einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei die Antwort JA ist, wird die Ölpumpendrehzahl in Schritt S45 auf eine Leitungsdruckdrehzahl (von 800 1/min) eingestellt. Im Falle einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit, wobei die Antwort NEIN ist, geht der Steuerungsablauf zu dem vorstehend angegebenen Schritt S43 über, und die Ölpumpendrehzahl wird entsprechend dem Hochbetriebsartkennfeld eingestellt zur Bildung des Leitungsdrucks in Übereinstimmung mit den Beschleunigungsdaten und zur Bildung des Schmieröldrucks.
Wird die Ölpumpendrehzahl N_OP in der Weise eingestellt, dann wird die im Rahmen der vorstehenden Umkehrsteuerung bestimmte Ölpumpendrehzahl N_OP gemäß 4 im nachfolgenden Schritt S6 gelesen und gespeichert. In diesem Fall ist die Antwort bezüglich der Bestimmung des Startsteuerungsendes JA, so dass die vorstehende gespeicherte Ölpumpendrehzahl N_OP in Schritt S16 ausgegeben wird. In Schritt S17 wird bestätigt, dass der Zündschalter eingeschaltet ist, und der Steuerungsablauf kehrt zur Wiederholung der Steuerung zu Schritt S4 zurück. Diese Schleife wird durchgeführt, bis die Antwort bezüglich der Bestimmung des R-Bereichs in Schritt S4 NEIN ist.
Schaltet nun der Fahrer nicht zu einem Fahrbereich, sondern zu einem Nichtfahrbereich nachdem oder während des Fahrens, dann sind beide Antworten der Bestimmungen in den Schritten S4 und S7 NEIN, und es wird bestimmt, dass der Bereich dem P- oder N-Bereich entspricht. In diesem Fall wird in Schritt S10 mittels des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors bestimmt, ob die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist (V ≥ 30 Km/h), und es wird ferner in Schritt S11 bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als ein Wert (von 5 Km/h) ist zur Anzeige, dass das Fahrzeug im wesentlichen angehalten wird. Bei diesen Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungen wird der Fall angenommen, bei dem der Fahrer von dem D-Bereich zu dem N-Bereich beispielsweise während einer Fahrt auf einem Gefälle umschaltet. Ist die Antwort in Schritt S30 zur Bestimmung der hohen Fahrzeuggeschwindigkeit JA, dann erfolgt ein Übergang des Steuerungsablaufs zur Startbetriebssteuerung des Schritts S8, in welchem die durchzuführende Steuerung identisch mit derjenigen des D-Bereichs ist. Ist die Antwort bezüglich der Bestimmung der hohen Fahrzeuggeschwindigkeit in Schritt S10 NEIN und ist die Antwort der Nichtanhaltebestimmung in Schritt S11 JA, wodurch eine niedrige Fahrzeugbetriebsgeschwindigkeit angezeigt wird, dann wird ferner keine Schmieröldruckbildung besonders angefordert, wobei jedoch die Leitungsdruckdrehzahl (von 800 1/min) gelesen und gespeichert wird. Im Normalfall, bei welchem beide Antworten der Bestimmungen in den Schritten S10 und S11 NEIN sind, wird bestimmt, dass das Fahrzeug angehalten hat, und die niedrige Drehzahl (von 500 1/min) wird in Schritt S13 gelesen und gespeichert zur Durchführung von Vorbereitungen zur Verminderung der Leistungsaufnahme der elektrischen Ölpumpe und des Schaltens zu dem D- oder R-Bereich. In diesem Fall lautet die Antwort der Bestimmung bezüglich des Startsteuerungsendes in Schritt S14 JA, und die vorstehend gespeicherte Ölpumpendrehzahl N_OP wird in Schritt S16 ausgegeben. Sodann wird in Schritt S17 bestätigt, dass der Zündschalter eingeschaltet ist, und der Steuerungsablauf kehrt zu Schritt S4 zurück, bei welchem der Steuerungsablauf wiederholt wird. Diese Schleife wird kontinuierlich abgearbeitet bis die Antworten der Bestimmungen in den nachfolgenden Schritten S4 und S7 JA sind.
Ist die Antwort der Bestimmung in Schritt S14 für jede Steuerungsschleife JA, dann werden die Ölpumpendrehzahlen, wie sie in den einzelnen Schritten S6, S9, S12 und S13 gespeichert wurden, in Schritt S16 ausgegeben. Ist die Antwort auf die Bestimmung in Schritt S14 NEIN, dann wird die gemäß Schritt S15 ausgewählte Ölpumpendrehzahl ausgegeben. Insbesondere wird in Schritt S15 vorzugsweise vor der Startsteuerung das Maximum (d. h. die in diesem Fall in Schritt S3 gespeicherte Ölpumpendrehzahl) aus den Ölpumpendrehzahlen ausgewählt, die in den Schritten S3, S6, S9, S12 und S13 gespeichert wurden. Die bisher durchgeführten Steuerungen werden mit dem Ausschalten des Zündschalters beendet.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kann somit die Leistungsaufnahme, die zum Antreiben der Ölpumpe erforderlich ist, auf den geringsten möglichen Wert vermindert werden, wobei in angemessener Weise die Steuerung des Leistungsgetriebes und der zur Kühlung gebildete Schmieröldruck in Abhängigkeit von den individuellen Fahrsituationen des Fahrzeugs aufrechterhalten werden kann.
Somit umfasst das Fahrzeugleistungsgetriebe eine Ölpumpe zur Bildung eines Öldrucks für einen Leitungsdruck zur Steuerung des Anlegens von Reibungskupplungselementen und für einen Schmieröldruck zum Schmieren der einzelnen mechanischen Teile des Getriebes. Zum Antrieb der Ölpumpe ist ein Motor vorgesehen. Eine Steuerungseinheit steuert den Motor. Ein elektrisches Ölpumpensteuerungssystem umfasst einen Beschleunigungssensor zur Eingabe von Beschleunigungsdaten entsprechend der Betätigung des Beschleunigungspedals eines Fahrzeugs in die Steuerungseinheit. Die Steuerungseinheit steuert die Drehzahl des Motors in der Weise, dass die Entladeölmenge durch die Ölpumpe ausreichend ist zur Bildung eines Leitungsdrucks in Übereinstimmung mit den Beschleunigungsdaten und dem Schmieröldruck.

Claims

Elektrisches Ölpumpensteuerungssystem für ein Kraftfahrzeugleistungsgetriebe, mit einer Ölpumpe (83) zur Bildung eines Öldrucks für einen Leitungsdruck zur Steuerung der Anwendung von Reibungskupplungselementen und zur Bildung eines Schmieröldrucks zur Schmierung der einzelnen mechanischen Teile des Leistungsgetriebes (8), einem Motor (84) zum Antreiben der Ölpumpe (83), einer Steuerungseinheit (3C, 85) zur Steuerung des Motors (84), einem Sensor zur Eingabe von Beschleunigungsdaten in Abhängigkeit von der Betätigung eines Beschleunigungspedals des Fahrzeugs zur Steuerungseinheit (3C, 85), und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (6) zur Eingabe der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in die Steuerungseinheit (3C, 85), wobei die Steuerungseinheit (3C, 85) einen Leerlaufbetrieb des Fahrzeugs aus den Beschleunigungsdaten bestimmt und die Drehzahl des Motors während des Leerlaufzustands und wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor eine Fahrgeschwindigkeit niedriger als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit eingibt, derart steuert, dass die durch die Ölpumpe entladene Ölmenge lediglich ausreichend ist zur Bildung eines Leitungsöldrucks in Übereinstimmung mit den Beschleunigungsdaten.
Elektrisches Ölpumpensteuerungssystem für ein Kraftfahrzeugleistungsgetriebe, mit einer Ölpumpe (83) zur Bildung eines Öldrucks für einen Leitungsdruck zur Steuerung der Anwendung von Reibungskupplungselementen und zur Bildung eines Schmieröldrucks zur Schmierung der einzelnen mechanischen Teile des Leistungsgetriebes (8), einem Motor (84) zum Antreiben der Ölpumpe (83), einer Steuerungseinheit (3C, 85) zur Steuerung des Motors (84), einem Sensor zur Eingabe von Beschleunigungsdaten in Abhängigkeit von der Betätigung eines Beschleunigungspedals des Fahrzeugs zur Steuerungseinheit (3C, 85), und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (6) zur Eingabe der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in die Steuerungseinheit (3C, 85), wobei die Steuerungseinheit einen Leerlaufzustand des Fahrzeugs aus den Beschleunigungsdaten bestimmt und entsprechend die Drehzahl des Motors während des Leerlaufzustands und wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor eine Fahrgeschwindigkeit größer oder gleich einer vorbestimmten Fahrgeschwindigkeit eingibt, derart steuert, dass die durch die Ölpumpe entladene Ölmenge ausreichend ist zur Ausgabe des Leitungsöldrucks in Übereinstimmung mit den Beschleunigungsdaten und dem Schmieröldruck.
Elektrisches Ölpumpensteuerungssystem für ein Kraftfahrzeugleistungsgetriebe, mit einer Ölpumpe (83) zur Bildung eines Öldrucks für einen Leitungsdruck zur Steuerung der Anwendung von Reibungskupplungselementen und zur Bildung eines Schmieröldrucks zur Schmierung der einzelnen mechanischen Teile des Leistungsgetriebes (8), einem Motor (84) zum Antreiben der Ölpumpe (83), einer Steuerungseinheit (3C, 85) zur Steuerung des Motors (84), einem Sensor zur Eingabe von Beschleunigungsdaten in Abhängigkeit von der Betätigung eines Beschleunigungspedals des Fahrzeugs zur Steuerungseinheit (3C, 85), und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (6) zur Eingabe der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in die Steuerungseinheit (3C, 85), und einem Schaltpositionssensor (7) zur Eingabe einer Bereichsposition des Leistungsgetriebes in die Steuerungseinheit (30, 85), wobei die Steuerungseinheit die Drehzahl des Motors, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor eine Fahrgeschwindigkeit niedriger als eine vorbestimmte Geschwindigkeit eingibt und wenn die Bereichsposition die Umkehrposition ist, derart steuert, dass die durch die Ölpumpe entladene Ölmenge lediglich zur Bildung des Leitungsdrucks in Übereinstimmung mit den Beschleunigungsdaten ausreicht.
Elektrisches Ölpumpensteuerungssystem für ein Kraftfahrzeugleistungsgetriebe, mit einer Ölpumpe (83) zur Bildung eines Öldrucks für einen Leitungsdruck zur Steuerung der Anwendung von Reibungskupplungselementen und zur Bildung eines Schmieröldrucks zur Schmierung der einzelnen mechanischen Teile des Leistungsgetriebes (8), einem Motor (84) zum Antreiben der Ölpumpe (83), einer Steuerungseinheit (3C, 85) zur Steuerung des Motors (84), einem Sensor zur Eingabe von Beschleunigungsdaten in Abhängigkeit von der Betätigung eines Beschleunigungspedals des Fahrzeugs zur Steuerungseinheit (3C, 85), und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (6) zur Eingabe der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in die Steuerungseinheit (30, 85), und einem Schaltpositionssensor (7) zur Eingabe einer Bereichsposition des Leistungsgetriebes in die Steuerungseinheit (3C, 85), wobei die Steuerungseinrichtung die Drehzahl des Motors, wenn das Fahrzeug im Umkehrbetrieb mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit betrieben wird, derart steuert, sodass die durch die Ölpumpe entladene Ölmenge ausreichend ist zur Bildung des Leitungsdrucks in Übereinstimmung mit den Beschleunigungsdaten und dem Schmieröldruck.
Elektrisches Ölpumpensteuerungssystem für ein Kraftfahrzeugleistungsgetriebe, mit einer Ölpumpe (83) zur Bildung eines Öldrucks für einen Leitungsdruck zur Steuerung der Anwendung von Reibungskupplungselementen und zur Bildung eines Schmieröldrucks zur Schmierung der einzelnen mechanischen Teile des Leistungsgetriebes (8), einem Motor (84) zum Antreiben der Ölpumpe (83), einer Steuerungseinheit (3C, 85) zur Steuerung des Motors (84), einem Sensor zur Eingabe von Beschleunigungsdaten in Abhängigkeit von der Betätigung eines Beschleunigungspedals des Fahrzeugs zur Steuerungseinheit (3C, 85), und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (6) zur Eingabe der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in die Steuerungseinheit (3C, 85), und einem Schaltpositionssensor (7) zur Eingabe einer Bereichsposition des Leistungsgetriebes in die Steuerungseinheit (3C, 85), wobei die Steuerungseinheit die Drehzahl des Motors bei einem Stopp in einem Nichtfahrbereich unabhängig von den eingegebenen Beschleunigungsdaten derart steuert, dass die durch die Ölpumpe (83) entladene Ölmenge lediglich ausreicht zur Bildung eines Leitungsdrucks, der ein Schalten zu einem Fahrbereich in Vorbereitung zum Starten der Beschleunigung ermöglicht.
Elektrisches Ölpumpensteuerungssystem für ein Kraftfahrzeugleistungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einem Öltemperatursensor (5) zur Eingabe einer Öltemperatur des Leistungsgetriebes in die Steuerungseinheit (3C, 85), wobei die Steuerungseinheit die Drehzahl des Motors (84) in Abhängigkeit von der Öltemperatur ändert.