Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Pumpenaktuator (EPA) für ein stufenloses Getriebe (Continuously Variable Transmission - CVT) bei einem Kraftfahrzeug, etwa für eine (CVT-)Übersetzungsverstellung oder eine Anpresskraftregelung, mit einer Zahnradpumpe mit zwei kämmenden Zahnrädern, insbesondere einer Au- ßenzahnradpumpe, welche vorzugsweise eine Gerad- oder Schräg- oder Spiralverzahnung aufweist, bei der das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad unabhängig vom anderen jeweils über zumindest einen, vorzugsweise bidirektionalen, Elektromotor aktuierbar ist, und mit einer elektronischen Steuereinheit (Electronic Control Unit, ECU) zur Steuerung des zumindest einen ersten Elektromotors, der ausgelegt ist, um ein erstes Drehmoment auf das erste Zahnrad zu übertragen, und des zumindest einen zweiten Elektromotors, der ausgelegt ist, um ein zweites Drehmoment auf das zweite Zahnrad zu übertragen. Daneben betrifft die Erfindung ein stufenloses Getriebe mit zumindest einem elektrischen Pumpenaktuator sowie ein Steuerungsverfahren zur Steuerung eines elektrischen Pumpenaktuators gemäß den nebengeordneten Ansprüchen. Aus der US 6,219,608 B1 ist beispielsweise eine elektronische Übersetzungsverstellung eines stufenlosen Getriebes mit zwei Zahnradpumpen bekannt, bei dem jede Zahnradpumpe jeweils mittels eines einzelnen elektrischen Motors betrieben werden. Die eine Zahnradpumpe (Klemmölpumpe) liefert dabei einen kontinuierlichen statischen Druck und regelt dadurch im hydraulischen System die kontinuierliche An- presskraft, wohingegen die andere Zahnradpumpe (Schaltölpumpe) die Übersetzungsverstellung einer ersten Welle gegenüber einer zweiten Welle steuert bzw. ein Druckverhältnis zwischen dem jeweiligen Anpressdruck von zwei radial genuteten Kegelscheiben steuert. Ebenso ist aus der WO 00/12918 A1 ein Steuerungssystem für ein stufenloses Getriebe und aus der WO 2012/1 13368 A2 eine hydraulische Einrichtung zur Betätigung einer Kupplung bekannt. Die Druckschrift WO 2015/131 196 A1 offenbart einen elektrischen Pumpenaktuator in Form einer Außenzahnradpumpe mit zwei Zahnrädern, mit einem ersten Elektromotor, welcher das erste Zahnrad antreibt bzw. aktuiert und einem zweiten Elektromotor, welcher das zweite Zahnrad unabhängig vom ersten Zahnrad antreibt. Die Elektromo- toren können dabei entweder über eine Welle an dem jeweiligen Zahnrad angreifen als auch in dem Zahnrad selbst angeordnet sein.

Ein Problem bei den Zahnradpumpen mit nur einem einzelnen elektrischen Motor ist, dass insbesondere im Automobil die elektrische Spannung über eine Autobatterie be- reitgestellt wird, welche in der Regel eine Spannung von 12 V liefert. Dadurch wird die maximal zulässige Leistung mit einem Standardelektrokabel auf ca. 700 W begrenzt. Während einem schnellen Herunterschalten, wie bei einer Notbremsung beispielsweise, benötigt die Klemmölpumpe, also die Zahnradpumpe, jedoch mehr als 1200 W, sodass eine höhere Spannung erforderlich ist. Wird also nur ein Motor bei einer Zahn- radpumpe verwendet, so ist ein kostspieliger Konverter von 12 V auf 24 V oder auf 36 V oder auf 48 V notwendig.

Zusätzlich entstehen dadurch, dass die Zahnradpumpe mit nur einem einzelnen Elektromotor betrieben wird, der an einer Außenseite der Schaltölpumpe angeordnet ist, Zahnradgeräusche aufgrund eines schwer kontrollierbaren Rückschlags der Zahnräder. Der unkontrollierte Zahnradrückschlag erzeugt ebenso einen schnellen Wechsel einer hydraulischen Strömung und insbesondere eine Rückstrom rate, so dass der hydraulische Druck oszilliert, was nicht erwünscht ist. Aufgrund dieses Phänomens ist es schwierig, das Verhältnis bzw. den hydraulischen Druck konstant zu halten. Daher wird, wie auch in der Druckschrift WO 2015/131 196 A1 vorgeschlagen, für jedes Zahnrad der Zahnradpumpe ein eigener Elektromotor vorgesehen, wobei beide Elektromotoren mit dem ersten bzw. dem zweiten Zahnrad der Zahnradpumpe individuell verbunden sind und beide angetrieben werden. Das erste Zahnrad wird also unabhängig vom zweiten Zahnrad gedreht, allerdings bleibt das Problem einer möglichen Leckage und einem instabilen und oszillierenden Druckes.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mindern und insbesondere einen elektrischen Pumpenaktuator, ein stufenloses Getriebe sowie ein Steuerungsverfahren für einen elektrischen Pumpenaktuator bereitzustellen, der den hydraulischen Druck auf einem möglichst konstanten Niveau stabilisiert, eine möglichst stabile Flussrate realisiert und einen Rückfluss aufgrund eines Rückschlags zwischen den beiden Zahnrädern vermeidet oder wenigstens reduziert und sicher betrieben werden kann. Diese Leis- tungserhöhung soll ohne die Notwendigkeit eines Einsatzes teurer Zahnräder oder teurer mechanischer Bauteilen erreicht werden. Insbesondere soll ein Rückfluss zwischen den Zahnrädern bei einer geringen Drehrate der Zahnräder reduziert werden, da aufgrund der fluidmechanischen Öffnung bzw. Leckage für einen längeren Zeitraum/Periode ein größeres Volumen zurückströmen kann, als das bei einer hohen Drehgeschwindigkeit der Fall wäre. Auch soll vermieden werden, dass aufgrund einer Verbesserung der Präzision der Zahnräder die Effizienz eines elektrischen Pumpenaktuators abnimmt, da sich durch die höhere Präzision mit weniger vorgehaltenem Spiel auch meist eine Reibung zwischen den Zahnrädern erhöht. Der Kern der Aufgabe der Erfindung hat also eine Reduzierung der Rückströmung zur Leistungsverbes- serung bei kostengünstiger Herstellung und Montage zum Gegenstand.

Die Aufgabe wird hinsichtlich eines gattungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuators erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die elektronische Steuereinheit (ECU) den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor derart steuert, dass die Drehmoment- vektoren gleiche Drehrichtungen der Zahnräder vorgeben, d.h., mit anderen Worten, dass insbesondere im Bereich, in dem ein Kämmen der Zahnräder stattfindet, die durch das zweite Drehmoment M2 resultierende / zurückgehende Kraft jener auf/durch das erste Drehmoment M1 resultierende / zurückgehende Kraft in zumindest einem Drehwinkelabschnitt entgegengerichtet ist. Im Unterschied zum bekannten Stand der Technik wird auf die beiden Elektromotoren also jeweils nicht nur ein Drehmoment gegeben, bei denen sich die resultierenden Kräfte addieren, also nicht entgegenstehen, sondern zumindest Drehwinkelabschnittsweise sich die resultierenden Kräfte der beiden Drehmomente M1 und M2 entgegenstehen/entgegenwirken/in entgegengesetzter Richtung wirken. Dadurch, dass auf die beiden Zahnräder des elektri- sehen Pumpenaktuators jeweils ein solches Drehmoment aufgebracht wird, dass die hieraus resultierenden Kräfte sich entgegenstehen, kann eine Leckage effizient verringert und gar unterbunden werden. Ein einzelner Zahn des einen Zahnrads der Zahnradpumpe legt sich bei einer Drehung der Zahnräder aufgrund der durch die Drehmomente resultierenden entgegengesetzten Kräfte an den Zahn des gegenüberliegenden Zahnrads an, unterbindet eine Leckage und schließt einen Rückfluss des hydraulischen Mittels/Fluids. Die Zeit eines Rückflusses bzw. eine fluidtechnisch Öffnung wird aufgrund der aktiven Unterstützung durch die entsprechend aufgebrachten Drehmomente stark verkürzt. Hierdurch wird eine Stabilisierung der Förderleistung bzw. der Flussrate des elektronischen Pumpen- aktuators erzielt und es kann ein stabiler Druck gewährleistet werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert.

In einer bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Pumpenaktuators kann die elektronische Steuereinheit (ECU) den ersten und den zweiten Elektromotor derart steuern, dass der Absolutwert des ersten Drehmoments M1 größer als der des zweiten Drehmoments M2 ist und vorzugsweise beide Absolutwerte konstant gehalten werden; oder dass die elektronische Steuereinheit den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor derart steuert, dass in ersten vorbestimmten Drehwinkelbereichen der Zahnräder der Absolutwert des ersten Drehmoments M1 einen konstanten Absolutwert annimmt, während gleichzeitig der Absolutwert des zweiten Drehmoments M2 geringer als der Absolutwert des ersten Drehmoments M1 ist, und in zweiten vorbestimmten Drehwinkelbereichen der Zahnräder, das erste Drehmoment M1 einen Absolutwert annimmt, der größer als der konstante Absolutwert der ersten vorbestimmten Drehwinkelbereichen ist und der Absolutwert des zweiten Drehmoment M2 kleiner bleibt, als der Absolutwert des ersten Drehmoments M1 , aber größer als der Absolutwert des zweiten Drehmoments M2 des ersten Drehwinkelbereichs.

Der erste Elektromotor generiert hierbei also ein Antriebsdrehmoment mit entsprechend resultierender Kraft, wohingegen der zweite Elektromotor ein Drehmoment mit entsprechend entgegengerichteter resultierender Kraft aufbringt. Aufgrund des Kämmens der beiden Zahnräder und des höheren Absolutwerts des ersten Drehmoments des ersten Zahnrads gegenüber dem Absolutwert des zweiten Drehmoments des zweiten Zahnrads, wird das zweite Zahnrad aktiv durch das erste Zahnrad gedreht und angetrieben. In der ersten obigen Variante wird der erste Elektromotor durch die elektronische Steuereinheit also so gesteuert, dass der Absolutwert des ersten Drehmoments stets größer ist, als der Absolutwert des zweiten Drehmoments, welches der zweite Elektromotor auf das zweite Zahnrad überträgt. Das zweite Zahnrad wird beim Kämmen in das erste Zahnrad aktiv und schnell„zurückgedreht" und die Zähne der beiden Zahnräder aktiv aneinander presst, um einen Rückfluss zu unterbinden und einen Druck zu stabilisieren.

In der zweiten obigen Variante steuert die elektronische Steuereinheit den ersten und den zweiten Elektromotor derart, dass in den ersten vorbestimmten Drehwinkelberei- chen/Drehwinkelabschnitten der erste Elektromotor den konstanten Absolutwert des ersten Drehmoments auf das erste Zahnrad überträgt, während gleichzeitig der Absolutwert des zweiten Drehmoments geringer als der Absolutwert des ersten Drehmoments ist. Insbesondere ist der der Absolutwert des zweiten Drehmoments in den ersten vorbestimmten Drehwinkelbereichen gleich null, der zweite Elektromotor ist also passiv. In den ersten vorbestimmten Drehwinkelbereichen kann die notwendige Leistung des elektrischen Pumpenaktuators reduziert werden, da in den ersten vorbestimmten Drehwinkelbereichen die Zähne der beiden Zahnräder noch aneinander anliegen, so dass hier auch keine Leckage auftritt. In den zweiten vorbestimmten Drehwinkelbereichen der Zahnräder, welche zwischen den ersten Drehwinkelbereichen liegen und die Drehwinkelbereiche sind, in denen eine aktive Stabilisierung der Flussrate des elektrischen Pumpenaktuators bzw. eine aktive Unterdrückung der Leckage vonnöten ist, wird der Absolutwert des ersten Drehmoments, das der erste Elektromotor auf das erste Zahnrad überträgt, gegenüber dem konstanten Absolutwert der ersten vorbestimmten Drehwinkelbereiche erhöht, wohingegen der zweite Elektromotor ein zweites Drehmoment auf das zweite Zahnrad überträgt, dessen Absolutwert kleiner bleibt als der Absolutwert des ersten Drehmoments des zweiten Drehwinkelbereichs, aber größer als der Absolutwert des zweiten Drehmoments im ersten Drehwinkelbereich ist. Beide Zahnräder werden also aktiv und unabhängig voneinander aktu- iert und in den Perioden/Zeitabschnitten einer auftretenden Leckage durch die elekt- ronische Steuerung (ECU) so gesteuert, dass die Zeit einer ungewollten fluidtechni- schen Verbindung und eines Rückflusses minimiert und eine Leckage entsprechend verringert und gar unterbunden wird. Es ist von Vorteil, wenn der elektrische Pumpenaktuator so ausgelegt ist, dass der Wert bzw. Delta-Betrag/Delta-Wert/Unterschiedswert, um den die elektronische Steuereinheit den Absolutwert des ersten Drehmoments gegenüber dem konstanten Absolutwert erhöht, gleich dem Delta-Betrag ist, um den der Absolutwert des zweiten Drehmoments erhöht wird. Beide Drehmomente werden also um den gleichen Absolutwert erhöht. Aufgrund der Interaktion der beiden Zahnräder des elektrischen Pum- penaktuators bleibt dadurch, dass die resultierende Kraft des zweiten Drehmoments der resultierenden Kraft des ersten Drehmoments entgegensteht, trotzdem der Absolutwert eines Gesamtdrehmoments, als Summe des Absolutwerts des ersten Dreh- moments minus dem Absolutwert des zweiten Drehmoments, konstant. Dieser Absolutwert des Gesamtdrehmoments entspricht insbesondere einem Absolutwert eines Drehmoments, welches normalerweise ein gewöhnlicher elektrischer Pumpenaktuator mit einem einzelnen Motor für ein stufenloses Getriebe aufweisen würde. Es ist von Vorteil, wenn der elektrische Pumpenaktuator zwei Inverter für jeweils den ersten und den zweiten Elektromotor aufweist, die eine Gleichspannung, insbesondere die einer 12-V-Batterie wie etwa einer Autobatterie, in eine Wechselspannung umwandeln und jeweils die Wechselspannung über die elektronische Steuereinheit gesteuert dem ersten und zweiten Elektromotor bereitstellen. Mit der Ausführung von Wechselstrom bzw. Wechselspannung mit insbesondere drei Phasen lassen sich der erste und der zweite Elektromotor optimal ansteuern. Einerseits kann die Leistung variiert und andererseits die Richtung bestimmt werden, in die der Elektromotor drehen soll. Die elektronische Steuereinheit kann so kostengünstig und effizient den elektrischen Pumpenaktuator steuern.

So ist es weiter von Vorteil, wenn der elektrische Pumpenaktuator nicht nur einen einzelnen separaten ersten und zweiten Elektromotor aufweist, sondern, dass der elektrische Pumpenaktuator mehrere, insbesondere zwei, erste Elektromotoren zur Aktuie- rung aufweisen kann, die an dem ersten Zahnrad angreifen und / oder mehrere, ins- besondere zwei, zweite Elektromotoren zur Aktuierung an dem zweiten Zahnrad angreifen. Durch mehrere Elektromotoren an dem ersten und/oder zweiten Zahnrad kann eine noch höhere Leistung und/oder gezielte Steuerung des elektrischen Pum- penaktuators erreicht werden. Die mehrere erste Elektromotoren bzw. mehrere zweite Elektromotoren werden über die elektronische Steuereinheit vorzugsweise entsprechend jeweils gleich angesteuert.

Insbesondere kann der elektrische Pumpenaktuator als erste und zweite Elektromoto- ren jeweils elektrische Motor-Generatoren aufweisen, die dafür ausgelegt sind, neben einer Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Energie auch mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln und dem (elektrischen) System des elektrischen Pumpenaktuators zur Verfügung zu stellen. Insbesondere kann der erste elektrische Motor-Generator so gesteuert werden, dass dieser in einem Antriebsmo- dus die Zahnradpumpe aktiv antreibt und als Elektromotor fungiert, wofür er eine hohe Leistung benötigt, wohingegen der zweite elektrische Motor-Generator auf das zweite Zahnrad zwar ein Drehmoment aufbringt, dessen Absolutwert allerdings geringer als der des ersten Drehmoments ist, so dass das zweite Zahnrad angetrieben wird, sich dreht und der zweite angebundene elektrische Motor-Generator als Generator fun- giert. Der mechanisch angetriebene zweite elektrische Motor-Generator im Generatormodus stellt die erzeugte Leistung dem ersten Elektromotor bereit.

Jegliche Offenbarung im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuator für ein stufenloses Getriebe gilt auch für das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren für einen elektrischen Pumpenaktuator, ebenso wie jegliche Offenbarung im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren für einen elektronischen Pumpenaktuator für einen erfindungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuator für ein stufenloses Getriebe gilt. Hinsichtlich eines gattungsgemäßen Steuerungsverfahrens für einen elektrischen Pumpenaktuator mit zwei kämmenden Zahnrädern, mit einer elektronischen Steuereinheit zur Steuerung eines zumindest einen ersten Elektromotors, und zumindest eines zweiten Elektromotors, wird die Aufgabe der Erfindung erfindungsgemäß durch die Schritte gelöst: Aufbringen eines ersten Drehmoments M1 auf den ersten Elektro- motor; und Aufbringen eines zweiten Drehmoments M2 auf den zweiten Elektromotor, wobei die Drehmomentvektoren des ersten Drehmoments M1 und des zweiten Drehmoments M2 dieselbe Richtung aufweisen, bzw. in dieselbe Richtung zeigen und vorzugsweise parallel liegen. Das Steuerungsverfahren steuert die Elektromotoren also so, dass die durch die beiden Drehmomente M1 und M2 resultierenden Kräfte sich entgegenstehen.

Insbesondere können entweder die Absolutwerte der beiden Drehmomente M1 , M2 konstant gehalten werden, wobei vorzugsweise der Absolutwert des ersten Drehmoments M1 größer ist als der Absolutwert des zweiten Drehmoments M2, oder die Absolutwerte der beiden Drehmomente M1 , M2 über den Drehwinkelbereich gesehen variieren, vorzugsweise zum gleichen Zeitpunkt um beispielsweise den gleichen Betrag erhöht werden. Dadurch steuert das Steuerungsverfahren die Elektromotoren so, dass der elektrische Pumpenaktuator ungewollte Rückströmung möglichst unterbindet.

Vorzugsweise ist ein Delta-Betrag, um den der Absolutwert des ersten Drehmoments M1 erhöht wird, gleich dem Delta-Betrag, um den der Absolutwert des zweiten Dreh- moments M2 erhöht wird. Hierdurch bleibt ein Gesamtdrehmoment als Summe aus den beiden Drehmomenten, bzw. dem Absolutwert des ersten Drehmoments minus dem Absolutwert des zweiten Drehmoments, gleich.

Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen stufenlosen Getriebe (CVT) für ein Fahrzeug erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass (zumindest) ein erfindungsgemäßer elektrischer Pumpenaktuator eingesetzt ist. Vorzugsweise wird eine CVT- Übersetzungsverstellung oder eine Anpresskraftregelung von einem erfindungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuatoren übernommen. Insbesondere sind zwei erfindungsgemäße elektrische Pumpenaktuatoren eingesetzt, nämlich sowohl als CVT- Übersetzungsverstellung als auch als Anpresskraftregelung. Überraschenderweise kann durch diesen Einsatz bereits ein sicherer und stabiler Betrieb gewährleistet werden.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung einen elektrischen Pumpenaktuator (EPA) für ein stufenloses Getriebe (CVT) anstelle eines vollhydraulischen Systems. Zur Stabilisierung des CVT-(/Übersetzungs-)Verhältnisses durch Reduzierung der Rückströ- mung und zur Leistungsverbesserung wird vorgeschlagen, Zahnradpumpen zu verwenden, die von mindestens zwei, insbesondere 12V, Elektromotoren mit zwei unterschiedlichen Achsen, angetrieben werden, welche zur CVT-Übersetzungsverstellung oder zur Anpresskraftregelung eingesetzt werden können. Wenn für die elektrischen Pumpenaktuator eine höhere Leistung, beispielsweise über 1000W benötigt wird, können insbesondere mehrere (12V) Elektromotoren eingesetzt werden. Die Elektromotoren werden derart gesteuert, dass auf den ersten Elektromotor das erste Drehmoment aufgebracht wird und auf den zweiten Elektromotor das zweite Drehmoment, welches in zumindest einem Drehwinkelabschnitt/Drehwinkelbereich entgegengerich- tet ist bzw. die resultierenden Kräfte sich entgegenstehen. Insbesondere bei der CVT- Übersetzungsverstellung generiert die elektronische Steuereinheit ein„Befehlsdrehmoment", um die Schaltölpumpe/Schaltpumpe bzw. Verstellungsölpum- pe/Verstellpumpe zu betreiben und einen Drehmomentverteiler, der ein Befehlsdrehmoment zwischen den Elektromotoren in der Schaltölpumpe verteilt. Die beiden Elekt- romotoren für den elektrischen Pumpenaktuator werden in„verschiedene (entgegenwirkende) Richtungen betrieben", wie einem Antriebsdrehmoment auf einer Seite und einem regenerativen Drehmoment bzw. entgegengesetzten Drehmoment auf der anderen Seite, bzw. in gleiche Richtung der Drehmomentvektoren. Der erste Elektromotor, der das Antriebsdrehmoment generiert, wird insbesondere von dem zweiten Elekt- romotor, welcher das regenerative Drehmoment generiert, (elektrisch) unterstützt. Der Drehmomentverteiler bewirkt auf zumindest einer Seite mit den entsprechenden Elektromotoren eine vorangehende oder eine verzögerte Phase.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Hilfe von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuators für ein stufenloses Getriebe,

Fig. 2 eine Schnittansicht des elektrischen Pumpenaktuators aus Fig. 1 ,

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht des elektrischen Pumpenaktuators aus Fig. 1 und Fig. 2 mit zwei Elektromotoren auf einer Seite, Fig. 4 eine schematische Schnittansicht eines elektrischen Pumpenaktuators einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bzw. Konfiguration mit je einem Motor auf einer Seite,

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines elektrischen Pumpenaktuators einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bzw. Konfiguration mit je zwei Motoren auf einer Seite, Fig. 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen stufenlosen Getriebes mit einer CVT-Übersetzungsverstellung und einer Anpresskraftregelung,

Fig. 7 ein Diagramm, welches den Unterschied zwischen einem herkömmlichen elektrischen Pumpenaktuator und des erfindungsgemäßen elektrischen Pum- penaktuators der ersten Ausführungsform sowie die Steuerung der elektronischen Steuereinheit in Abhängigkeit des Drehwinkels des elektrischen Pumpenaktuators darstellt,

Fig. 8 ein schematisches Diagramm einer Flussrate und dem zugehörigen Drehmo- ment des erfindungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuators aus Fig. 7 und eines ersten erfindungsgemäßen Steuerungsverfahrens, und

Fig. 9 ein schematisches Diagramm einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Pumpenaktuators, bei dem die elektronische Steuereinheit den ersten und zweiten Elektromotor anhand eines zweiten bevorzugten Steuerungsverfahrens steuert.

Die Figuren sind schematischer Natur und sollen nur dem Verständnis der Erfindung dienen. Gleiche Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können untereinander ausgetauscht werden.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen erfindungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuator (EPA) 1 für ein stufenloses Getriebe (CVT) 2, etwa für eine CVT- Übersetzungsverstellung oder einer Anpresskraftregelung, einer ersten bevorzugten Ausführungsform. In Fig. 1 ist der entsprechende Längsschnitt durch den elektrischen Pumpenaktuator 1 und in Fig. 2 der entsprechende Querschnitt dargestellt. Der erfindungsgemäße elektrische Pumpenaktuator 1 weist in dieser Ausführung eine Außen- zahnradpumpe 3 mit einer Geradverzahnung mit zwei kämmenden Zahnrädern 4 und 5 auf, bei der das erste Zahnrad 4 über einen ersten Elektromotor 6 unabhängig von dem zweiten Zahnrad 5 über einen zweiten Elektromotor 7 aktuierbar ist. Beide Elektromotoren 6, 7 sind elektrische Motor-Generatoren.

Der erste Elektromotor 6 ist dafür ausgelegt, auf das erste Zahnrad 4 ein erstes Drehmoment M1 zu übertragen und der zweite Elektromotor 7 ist dafür ausgelegt entsprechend ein zweites Drehmoment M2 auf das zweite Zahnrad 5 zu übertragen. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 8 steuert dabei die beiden Elektromotoren 6, 7 derart, dass über das Kämmen der beiden Zahnräder 4, 5, die durch das zweite Drehmoment M2 resultierende Kraft jener durch das erste Drehmoment M1 resultierende Kraft in zumindest einem Drehwinkelabschnitt 9 (siehe Fig. 7 bis 9) entgegengerichtet ist. Die Drehmomentvektoren (zeigen in gleiche Richtung) der Drehmomente M1 , M2 geben dabei gleiche Drehrichtungen der Zahnräder 4, 5 vor (siehe Fig. 7 unten).

Der elektrische Pumpenaktuator 1 weist für die Steuerung der beiden Elektromotoren 6, 7 zwei Inverter 10 auf, welche eine Gleichspannung einer herkömmlichen Autobatterie 1 1 , in diesem Fall eine 12-V-Bleibatterie, in einen Dreiphasen-Wechselstrom umwandelt, um die beiden Elektromotoren 6, 7 entsprechend anzusteuern und zu ak- tuieren. Die beiden Inverter 10 sind einerseits über Gleichstrom-Leitungen 12 mit der Batterie 1 1 und andererseits über jeweils drei Wechselstrom-Leitungen 13 mit dem ersten und zweiten Elektromotor 6 und 7 elektrisch verbunden. Steuerungsleitungen 17 zur Ansteuerung verbinden die ECU 8 mit den Invertern 10. Die beiden Zahnräder 4, 5 sind in einem Gehäuse 14, das vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff hergestellt ist, entsprechend fluiddicht nach außen hin, bis auf Zu-und Abführkanäle, über Wellen 16, welche sich koaxial zu Drehachsen 15 der Zahnräder 4, 5 erstrecken, ge- lagert. Die Drehachsen 15 der beiden Zahnräder 4, 5 liegen dabei parallel zueinander und die Zahnräder 4, 5 im Wesentlichen in einer Ebene, so dass ihre Zähne 18 (siehe auch Fig. 7) ineinander eingreifen und in Wirkeingriff stehen. Der erste Elektromotor 6 erzeugt das Drehmoment M1 , dessen Absolutwert höher als der Absolutwert des Drehmoments M2 ist, so dass der zweite Elektromotor 7 als Generator betrieben wird, und dem ersten Elektromotor 6 eine elektrische Leistung zur Verfügung stellt. Dies ist zur Veranschaulichung mit den gestrichelten Linien als Leistungsfluss dargestellt.

Fig. 3 bis Fig. 5 zeigen unterschiedliche Konfigurationen eines erfindungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuators 1 gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen. Fig. 3 zeigt die Konfiguration gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform (siehe Fig. 1 und 2) mit zwei separaten Elektromotoren 6, 7, die auf der gleichen Seite der Zahnradpumpe 3 angeordnet sind (in Fig. 3 rechts). Der rechte Teil der Fig. 1 , also die Elektronik, wurde der Übersicht halber nicht dargestellt. Fig. 4 zeigt einen erfindungs- gemäßen elektrischen Pumpenaktuator 1 einer weiteren Ausführungsform bzw. Konfiguration, wobei die Elektromotoren 6, 7 auf unterschiedlichen Seiten (in Fig. 4 links und rechts) der Zahnradpumpe 3 angeordnet sind. Fig. 5 zeigt einen erfindungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuator 1 einer weiteren Ausführungsform mit vier separaten Elektromotoren 6, 7 bzw. zwei ersten Elektromotoren 6, und zwei zweiten Elekt- romotoren 7, welche entsprechend an der jeweiligen Drehachse 15 Der Zahnräder 4, 5 angreifen, wobei jeweils zwei Elektromotoren 6, 7 auf einer Seite angeordnet sind.

Figur 6 zeigt ein erfindungsgemäßes stufenloses Getriebe 2 einer ersten bevorzugten Ausführungsform in einer schematischen Darstellung mit einem eingesetzten erfin- dungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuator 1 für eine CVT-Übersetzungsverstellung und einem eingesetzten erfindungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuator 1 für eine Anpresskraftregelung. Der untere (siehe Fig. 6) elektrische Pumpenaktuator 1 dient in Hauptsache dazu, einen möglichst konstanten Druck dem stufenlosen Getriebe 2 für eine definierte Anpresskraftregelung zur Verfügung zu stellen, wohingegen der andere elektrische Pumpenaktuator 1 als CVT-Übersetzungsverstellung dient und durch die unterschiedlichen Anpresskräfte auf die erste CVT-Welle und die zweite CVT-Welle entsprechend ein Übersetzungsverhältnis regelt. Bei dieser Ausführungsform ist nur eine einzelne Batterie 1 1 notwendig. Eine Hauptsteuerung steuert entsprechend die elektronischen Steuereinheiten 8 der beiden elektrischen Pumpenaktuatoren 1 an. Al- ternativ können natürlich auch die beiden separaten elektronischen Steuereinheiten 8 in eine einzige Hauptsteuerung integriert werden.

Die elektronische Steuereinheit 8 der ersten bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Pumpenaktuators 1 wird entsprechend eines erfindungsgemäßen Steue- rungsverfahrens für den elektrischen Pumpenaktuator 1 gesteuert und wird nachfolgend zusammen mit dem elektrischen Pumpenaktuator 1 erläutert.

Fig. 7 zeigt in einem Diagramm eine Gegenüberstellung eines herkömmlichen elektri- sehen Pumpenaktuators V (gestrichelte Linie), der einen einzelnen Elektromotor (Ein- zel-E-Motor) aufweist, mit einem erfindungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuator 1 (durchgezogene Linie, Doppel-E-Motor), bei dem die ECU 8 den ersten und zweiten Elektromotor 6, 7, wie oben beschrieben, steuert. Dieser Steuerung liegt das erfindungsgemäße Steuerungsverfahren für einen elektrischen Pumpenaktuator zugrunde.

Das erste und das zweite Zahnrad 4, 5 weisen jeweils die gleiche Anzahl an Zähnen 18 auf, woraus sich für ein einzelnes Zahnsegment eine Periode/ein gewisser Periodenwinkel 20 von hier 36° bei einer ganzen Umdrehung von 360° ergibt. In dieser Periode 20 bzw. diesem Periodenwinkel 20, wie anhand des oberen Diagramms in Fig. 7 erkennbar, wiederholt sich ein Verlauf einer Flussrate 21 sowie ein Eingriff der Zahnräder 4, 5. In der Figur sind pro Zahnrad 4 bzw. 5 je acht Zähne 18 gezeigt. Passend zum darüber dargestellten Diagramm wären aber zehn Zähne 18.

Bei einem herkömmlichen elektrischen Pumpenaktuator V nach Stand der Technik mit einem einzigen Elektromotor/Einzel-E-Motor würde, wie im mittleren Bereich der Fig. 7 dargestellt, bei definierten Drehwinkeln des elektrischen Pumpenaktuators eine Leckage auftreten, da die Zähne des ersten und des zweiten Zahnrades hier nicht aneinander anliegen. Wird hingegen der erfindungsgemäße elektrische Pumpenaktuator 1 betrieben und durch die elektronische Steuereinheit 8, insbesondere über das erfin- dungsgemäße Steuerungsverfahren, so gesteuert, dass der erste Elektromotor 6 mit einem ersten Drehmoment M1 beaufschlagt wird, wohingegen der zweite Elektromotor 7 Drehmoment M2 beaufschlagt wird, so dass die durch das zweite Drehmoment M2 resultierende Kraft jener durch das erste Drehmoment M1 resultierende Kraft in zumindest einem Drehwinkelabschnitt 9 entgegenreichtet ist, so wird das zweite Zahn- rad 5 im Bereich der Leckage aktiv gegen das erste Zahnrad 4 gedreht, so dass die beiden jeweiligen in Wirkeingriff stehenden Zähne 18 der Zahnräder 4, 5 aneinander anliegen und eine Leckage unterbunden ist. Wie in dem oberen Diagramm in Fig. 7 ersichtlich, bleibt die Flussrate 21 bei einem erfindungsgemäßen Pumpenaktuator 1 stabil und relativ konstant und es kann ein Rückfluss, wie bei herkömmlichen elektrischen Pumpenaktuatoren 1 ', vermieden werden.

Fig. 8 zeigt im oberen Teil wieder das Diagramm aus Fig. 7 sowie im unteren Teil ein hierzu entsprechendes erfindungsgemäßes Steuerungsverfahren für den elektrischen Pumpenaktuator 1 einer ersten Variante, nach welchem die ECU 8 die Elektromotoren 6, 7 mit dem ersten Drehmoment M1 und dem zweiten Drehmoment M2 beaufschlagt. Wie bereits in Fig. 7, weisen beide Diagramme eine Periode 20 von 36 36 Grad/36 deg auf, bei der sich der Graph periodisch wiederholt. Im unteren Teil der Fig. 7 ist zu erkennen, dass gegenüber dem Einzel-E-Motor (herkömmlicher EPA nach SdT) der Absolutwert des ersten Drehmoments M1 des ersten Elektromotors 6 des erfindungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuators 1 um einen Delta-Betrag 19 erhöht wurde, wohingegen auch der Absolutwert des zweiten Drehmoments M2 des zweiten Elektromotors 7 um genau diesen Delta-Betrag 19 erhöht wurde. Der erste Elektromotor 6 benötigt für den höheren Absolutwert des ersten Drehmoments M1 bzw. das höhere erste Drehmoment M1 eine entsprechend höhere Leistung und arbeitet im Antriebs-Modus, wohingegen der zweite Elektromotor 7 zwar ein gewisses Drehmoment M2 aufbringt, allerdings aufgrund des höheren Absolutwerts des ersten Drehmoments M1 und der Durchströmung mit dem Fluid in einem regenerativen Mo- dus bzw. Generatormodus arbeitet und dem ersten Elektromotor 6 die durch ihn generierte elektrische Leistung zur Verfügung stellt. Das Steuerungsverfahren steuert also den ersten Elektromotor 6 so, dass dieser einen konstanten Absolutwert des ersten Drehmoments M1 erzeugt, während der zweite Elektromotor 7 so gesteuert wird, dass dieser einen konstanten Absolutwert des Drehmoments M2 erzeugt, wobei die durch das zweite Drehmoment M2 resultierende Kraft jener durch das erste Drehmoment resultierende Kraft entgegenwirkt. Wie im Diagramm im oberen Teil in Fig. 8 zu erkennen, wird durch den erfindungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuator 1 bzw. dem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren für einen elektrischen Pumpenaktuator die Flussrate 21 stabilisiert.

Fig. 9 zeigt einen erfindungsgemäßen elektrischen Pumpenaktuator 1 einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bzw. ein erfindungsgemäßes Steuerungsverfahren für einen elektrischen Pumpenaktuator 1 nach einer weiteren bevorzugten (Steuerungs- )Variante. In ersten vorbestimmten Drehwinkelbereichen 22 der Zahnräder 4, 5 bzw. der Zahnradpumpe 3 wird das erste Drehmoment M1 so gesteuert, dass es einen konstanten Absolutwert 23 annimmt, während gleichzeitig das zweite Drehmoment M2 den Wert Null annimmt bzw. der zweite Elektromotor 7 passiv ist. In den zweiten vorbestimmten zweiten Drehwinkelbereichen 9 der Zahnräder 4, 5 nimmt das erste Drehmoment M1 einen Absolutwert an, der größer als der konstante Absolutwert 23 der ersten vorbestimmten Drehwinkelbereiche 22 ist und das zweite Drehmoment M2 nimmt gleichzeitig einen Absolutwert an, der kleiner bleibt, als der Absolutwert des ersten Drehmoments M1 aber größer ist, als der Absolutwert des zweiten Drehmoments M2 in dem ersten Drehwinkelbereich 22. Der Delta-Betrag 19, um die die elekt- ronische Steuereinheit 8 den konstanten Absolutwert 23 des ersten Drehmoments M1 der ersten vorbestimmten Drehwinkelbereiche 22 erhöht, ist gleich dem Delta-Betrag 19, um den der Absolutwert des zweiten Drehmoments M2 erhöht wird. Hierdurch kann der elektrische Pumpenaktuator 1 , ähnlich wie bei dem herkömmlichen elektrischen Pumpenaktuator 1 ', bei den ersten Drehwinkelbereichen 22 mit nur dem ersten Elektromotor 6 mit einem ersten Drehmoment M1 mit dem konstanten Absolutwert 23 betrieben werden, und nur in den zweiten Drehwinkelbereichen 9 bzw. Drehwinkelab- schnitteng, in denen eine Leckage auftritt, wird eine entsprechend höhere Leistung bzw. größerer Absolutwert des ersten Drehmoments M1 bzw. höheres erstes Drehmoment M1 und ein zugehöriger höherer Absolutwert des zweiten Drehmoment M2 des zweiten elektrischen Elektromotors 7 gesteuert, um effizient einen Rückstrom des Fluides (hier Öl) zu unterbinden und den elektrischen Pumpenaktuator 1 zu stabilisieren. Dieser Vorgang wird, wie in Fig. 9 zu sehen, periodisch mit der Periode 20, die abhängig von der Anzahl der Zähne 18 der Zahnräder 4,5 der Zahnradpumpe 3 ist, wiederholt.

Natürlich ist auch ein Betrieb des elektrischen Pumpenaktuators 1 vorstellbar, bei dem in vorbestimmten Zeitabschnitten die Steuerung gemäß Fig. 8 und in anderen Zeitabschnitten die Steuerung gemäß Fig. 9 angewandt werden, also beiden Steuerungsverfahren zeitabhängig kombiniert werden. Bezuqszeichenliste

1 ' herkömmlicher elektrischer Pumpenaktuator

1 Elektrischer Pumpenaktuator

Stufenloses Getriebe

Zahnradpumpe

Erstes Zahnrad

Zweites Zahnrad

Erster Elektromotor

Zweiter Elektromotor

Elektronische Steuereinheit

9 zweiter Drehwinkelabschnitt/Drehwinkelbereich

10 Inverter

1 1 Batterie

12 Gleichstrom-Leitung

13 Wechselstrom-Leitung

14 Gehäuse

15 Drehachse

16 Welle

17 Steuerungsleitung

18 Zahn

19 Delta-Betrag / Unterschiedswert

20 Periode

21 Flussrate

22 erster Drehwinkelabschnitt/Drehwinkelbereich

23 Konstanter Absolutwert

M1 erstes Drehmoment

M2 zweites Drehmoment