Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Pumpen, vorzugsweise auf dem Gebiet der elektrischen beziehungsweise elektromotorisch be- oder angetriebenen (Fluid- )Pumpen, und betrifft ein Verfahren zum Fördern eines Fluids eines Fluidkreis- laufs mit einer elektromotorischen Fluidpumpe in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeuggetriebe. Sie betrifft weiter eine nach einem derartigen Verfahren arbeitende Fluidpumpe sowie ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer solchen Fluidpumpe. Unter einer Fluidpumpe wird hierbei insbesondere eine Hilfsoder Hauptpumpe, insbesondere eine Ölpumpe, in einem oder für ein Kraftfahrzeug verstanden.

Eine elektrische Fluidpumpe und insbesondere auch eine sogenannte Hilfs- oder Zusatzpumpe dient beispielsweise zum Fördern von Öl als (Hydraulik-)Fluid für Steuerungsaufgaben oder zur Kühlung für insbesondere bewegte Teile oder Komponenten, beispielsweise auch eines verbrennungsmotorisch, hybridtechnisch oder elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (Kraftfahrzeugs). Eine derartige Ölpumpe erzeugt üblicherweise aufgrund deren Fördereigenschaften einen (geschlossenen) Ölkreislauf (Fluidkreislauf), mit einem Druck- und Volumenstrom.

Eine beispielsweise elektrisch oder elektromotorisch angetriebene Hilfs- oder Zusatzpumpe dient häufig auch zur zumindest zeitweisen Schmierung oder Zusatzschmierung von Getriebeteilen eines Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Automatikgetriebes. Das geförderte Öl dient weiterhin auch zur Kühlung der Komponenten oder Zusatzkomponenten des Antriebsstranges eines derartigen Kraftfahrzeugs. Des Weiteren ermöglicht oder unterstützt die Hilfs- oder Zusatzpumpe erweiterte Fahrfunktionen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise ein Segeln oder eine Start-Stopp-Funktion.

Zur Steuerung und/oder Regelung weist eine derartige Fluidpumpe in der Regel eine mit einem Pumpencontroller Steuer- und/oder regelbare Pumpenelektronik auf, mit welcher der Betriebspunkt des Elektromotors eingestellt wird. Zu diesem Zwecke wird insbesondere der (hydraulische) Fluiddruck des Fluids im Fluidkreis- lauf mit dem Pumpencontroller überwacht. Hierzu weist der Fluidkreislauf typischerweise einen (Fluid-)Drucksensor auf, welcher den aktuellen Wert des Ist- Drucks des Fluids im Fluidkreislauf erfasst und dem Pumpencontroller zuführt. Der Pumpencontroller vergleicht den erfassten Ist-Druck mit einem gewünschten Soll-Druck und steuert die Fluidpumpe beziehungsweise deren Elektromotor in Abhängigkeit des Vergleichs an. Insbesondere wird der Fluiddruck hierbei durch eine Einstellung des Förderstroms der Fluidpumpe auf den gewünschten Soll- Druck eingestellt.

Aus der DE 103 45 449 A1 ist eine Vorrichtung zur Förderung eines Fluids in einem Kraftfahrzeuggetriebe bekannt. Die bekannte Vorrichtung umfasst einen mit einem Fluidkreislauf gekoppelten Drucksensor, welcher im Betrieb einen realen Fluiddruck des Fluidkreislaufs (Ist-Druck) erfasst und an einen Regler (Pumpencontroller) einer Fluidpumpe führt. Der Regler ist weiterhin mit einem Sensor gekoppelt, welcher einen Fahrzeugfahrzustand erfasst. Anhand des Fahrzeugfahr- zustandes bestimmt der Regler einen Schwellwert (Soll-Druck) mit welchem der erfasste Fluiddruck verglichen wird.

Drucksensoren für derartige (Fluid-)Druckregelungen (Closed-Loop-Regelung) sind fehleranfällig und mit vergleichsweise hohen Betriebs- und Herstellungskosten verbunden. Des Weiteren bewirkt die für die Signalübertragung des Ist-Drucks benötigte Kabelführung (Kabelbaum) zwischen dem Fluiddrucksensor im Fluidkreislauf und dem Pumpencontroller der Fluidpumpe ein zusätzliches Baugewicht und erhöhte Herstellungskosten. Die EP 2 290 264 A2 beschreibt ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einer Vorrichtung zur Förderung eines Fluids, mit einem Fluidkreislauf mit einer Fluidpumpe. Das Kraftfahrzeuggetriebe weist eine stufenlos veränderliche Drehzahländerungsvorrichtung auf. Ein (Getriebe-)Controller berechnet während eines Schaltvorgangs, bei welchem zwischen zwei Getriebegängen des Kraftfahrzeuggetriebes umgeschaltet wird, einen hierfür benötigten Soll-Druck anhand eines Trägheitsmoments und eines Eingangsdrehmoments der Drehzahländerungsvorrichtung. Der Berechnete Soll-Druck wird an einen Pumpencontroller versendet, welcher die Fluidpumpe entsprechend ansteuert.

Derartige drucksensorlose Drucksteuerungen (Open-Loop-Steuerung) sind vergleichsweise kostengünstig herstellbar. Jedoch ist aufgrund der fehlenden Regelung keine effektive Förderung des Fluids gewährleistet, wodurch der Wirkungsgrad der Fluidpumpe beziehungsweise des Kraftfahrzeuggetriebes nachteilig be- einflusst wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Fördern eines Fluids eines Fluidkreislaufs mit einer elektromotorischen Fluidpumpe eines Kraftfahrzeugs anzugeben. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein nach einem derartigen Verfahren arbeitende Fluidpumpe sowie ein eine solche Fluidpumpe aufweisendes Kraftfahrzeuggetriebe anzugeben.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Fluidpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie hinsichtlich des Kraftfahrzeuggetriebes mit den Merkmalen des Anspruchs 13 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Fördern eines Fluids eines Fluidkreislaufs mit einer elektromotorischen Fluidpumpe eines Kraftfahrzeugs geeignet und eingerichtet. Verfahrensgemäß ist zur Ansteuerung der Fluidpumpe eine Druckregelung anhand eines aktuellen (hydraulischen) Fluiddrucks des Fluids im Fluidkreislauf (Betriebsdruck) vorgesehen (Closed-Loop-Regelung). Hierzu werden ein Ist-Druck und ein Soll-Druck des Fluids bestimmt und miteinander verglichen. In Abhängigkeit des Vergleiches wird die Fluidpumpe beziehungsweise deren Elektromotor derart angesteuert, dass aufgrund des veränderbaren Förderstroms der Fluid- druck im Fluidkreislauf auf den Soll-Druck eingestellt wird. Hierbei ist eine druck- sensorlose Bestimmung oder Erfassung des Ist-Drucks vorgesehen, das bedeutet, dass der Ist-Druck nicht mit einem (Fluid-)Drucksensor des Fluidkreislaufes überwacht wird.

Mit anderen Worten ist es ermöglicht, den Fluidkreislauf ohne einen kostenintensiven (Fluid-)Drucksensor auszuführen. In der Folge werden die Herstellungs- und Betriebskosten des Fluidkreislaufs reduziert. Des Weiteren werden somit Verkabelungen zwischen einem Drucksensor und der Fluidpumpe vermieden, wodurch einerseits eine Reduzierung der Wartungs- und Reparaturkosten sowie andererseits eine Einsparung des Baugewichts und Baugröße ermöglicht werden. Dies überträgt sich in der Folge vorteilhaft auf die Reichweite des Kraftfahrzeugs.

Bei der Fluidpumpe handelt es sich beispielsweise um eine elektromotorische Wasserpumpe, vorzugsweise um eine elektromotorische Hilfs- oder Zusatzpumpe für das Kraftfahrzeug, insbesondere eine Ölpumpe zur Schmierung und/oder Steuerung von Getriebeteilen eines Kraftfahrzeuggetriebes. Das geförderte Fluid ist hierbei zweckmäßigerweise (Getriebe-)ÖI, beispielsweise ATF-ÖI (Automatic transmission fluid), und dient beispielsweise auch zur Kühlung der Komponenten oder Zusatzkomponenten eines Antriebsstranges eines derartigen Kraftfahrzeugs. Der Begriff Öl ist hierbei insbesondere nicht einschränkend auf mineralische Öle zu verstehen. Vielmehr können auch ein vollsynthetisches oder teilsynthetisches Öl, ein Silikonöl oder andere ölartige Flüssigkeiten wie beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit oder ein Kühlschmierstoff verwendet werden.

Die Fluidpumpe umfasst geeigneterweise eine Pumpenelektronik mit einem Pumpencontroller, mit welchem der Elektromotor vorzugsweise feldorientiert gesteuert und/oder geregelt wird. Der Elektromotor ist vorzugsweise als ein bürstenloser Gleichstrommotor ausgeführt, welcher mit einem Drehstrom der Pumpenelektronik betrieben wird. Ein Rotor des Elektromotors ist drehfest an einen Pumpenrotor angebunden, sodass im Betrieb das Fluid von einem Pumpeneinlass (Niederdruck-, Saugseite) zu einem Pumpenauslass (Druckseite) gefördert wird. In einer alternativen Ausführungsform steuert und/oder regelt die Pumpenelektronik mehrere elektromotorische Pumpenantriebe. Dies ist beispielsweise in einer Anwendung in einem Direktschaltgetriebe (DSG) vorteilhaft, bei welcher die Pumpenelektronik mehrere elektromotorische Hilfsantriebe zur Druckgenerierung ansteuert.

In einer geeigneten Weiterbildung wird der Ist-Druck des Fluids anhand von Betriebsdaten der Fluidpumpe bestimmt. Insbesondere überwacht der Pumpencontroller hierbei die im Betrieb erfassten Betriebsdaten der Fluidpumpe. Dadurch ist auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine drucksensorlose Bestimmung des Ist-Drucks ermöglicht.

In einer denkbaren Ausführung werden zur Bestimmung des Ist-Drucks insbesondere ein Lastdrehmoment der Fluidpumpe sowie eine Fluidviskosität des Fluids mit den Betriebsparametern bestimmt. Das Lastdrehmoment der Fluidpumpe ist hierbei im Wesentlichen das statische Drehmoment, welches die Fluidpumpe beziehungsweise der Pumpenrotor gegenüber dem im Fluidkreislauf vorherrschenden Fluiddruck, insbesondere während eines stabilen oder eingeschwungenen Zustands des Fluidkreislaufs nach einem Anfahren der Fluidpumpe, aufbringen muss. Mit anderen Worten ist dieses Lastdrehmoment proportional zu dem Ist- Druck, insbesondere weist das Lastdrehmoment eine lineare Abhängigkeit mit dem Ist-Druck auf. Der Proportionalitätsfaktor, weicher den Zusammenhang zwischen dem Lastdrehmoment und dem Ist-Druck bildet, ist hierbei abhängig von der Fluidviskosität des geförderten Fluids. Dadurch ist mit einer Kenntnis des Lastdrehmoments und der Fluidviskosität eine einfache Bestimmung des Ist- Drucks möglich. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung wird das Lastdrehmoment aus einer Differenz eines Ist-Drehmoments des Elektromotors der Fluidpumpe und einem Dynamikdrehmoment der dynamischen Eigenschaften des Fluids bestimmt. Das Ist- Drehmoment des Elektromotors entspricht hierbei im Wesentlichen dem im Betrieb aufzubringenden Gesamtdrehmoment zum Fördern des Fluids. Das Ist- Drehmoment ist als Betriebsparameter der Fluidpumpe von dem Pumpencontroller überwachbar. Hierzu wird beispielsweise der Ist-Drehstrom zur Bestromung der Statorwicklungen überwacht, welcher mit dem aufgebrachten Ist-Drehmoment korreliert. Der Ist-Drehstrom weist eine Abhängigkeit von der Magnet- beziehungsweise Spulentemperatur des Stators auf, sodass diese zweckmäßigerweise ebenfalls erfasst wird.

Das aufzubringende Ist-Drehmoment setzt sich zusammen aus dem druckabhängigen Lastdrehmoment sowie dem insbesondere als Regelreserve vorgehaltenem Dynamikdrehmoment. Das Dynamikdrehmoment umfasst einerseits ein bekanntes, konstruktionsabhängiges Massenträgheitsmoment des Pumpenrotors und ein Systemträgheitsmoment, welches von der Fluidviskosität und Temperatur des zu fördernden Fluids abhängig ist. Das Ist-Drehmoment wird während des Betriebs als Betriebsparameter von dem Pumpencontroller überwacht, sodass bei einem gegeben Dynamikdrehmoment das für die Ist-Druckbestimmung gewünschte Lastdrehmoment in einfacher Art und Weise mittels Differenzbildung bestimmbar ist.

In einer vorteilhaften Ausbildung wird zur Bestimmung des Dynamikdrehmoments ein stufenartiger Drehmomentanstieg (Drehmomentgradient) während eines Anlaufvorgangs der Fluidpumpe bestimmt. Der beim Starten oder Anlaufen der Fluidpumpe auftretende Drehmomentanstieg ist invariant gegenüber dem Fluid- druck des Fluidkreislaufes und beschreibt im Wesentlichen die dynamischen Eigenschaften des Fluids (Systemträgheitsmoment). Dadurch ist es möglich, den aus dem Start der Fluidpumpe bekannten Wert des Dynamikdrehmoments von dem statischen Drehmoment für den eingeschwungenen (Betriebs-)Zustand der Fluidpumpe abzuziehen. Dadurch werden die durch die Fluidviskosität verursach- ten Effekte von dem vom Fluiddruck (Ist-Druck) definierten Lastdrehmoment bereinigbar.

Das somit im Wesentlichen bekannte Lastdrehmoment ist mittels eines fluidvisko- sitätsabhängigen Faktors proportional zu dem zu bestimmenden Ist-Druck. Im Betrieb der Fluidpumpe sind Temperaturänderungen des Fluidkreislaufs und somit des darin geführten Fluids möglich. Der zu beherrschende oder zu berücksichtigende Temperaturbereich im Fluidkreislauf liegt beispielsweise zwischen -40°C und +130°C. Zu berücksichtigen ist hierbei auch, dass das verwendete Fluid eine gewisse oder bestimmte (Fluid-)Viskosität aufweist, die temperaturabhängig ist und mit zunehmender Temperatur abnimmt, das heißt bei niedrigeren Temperaturen größer ist als bei höheren Temperaturen.

In einer geeigneten Weiterbildung wird die Fluidviskosität anhand einer Fluidtem- peratur, insbesondere der Temperatur des Fluids im Fluidkreislauf, bestimmt. Bei einem eingesetzten Fluid ist der Wert der Fluidviskosität für eine gegebene Temperatur, beispielsweise aus einem Datenblatt, bekannt. Dadurch ist auf einfache Art und Weise durch Bestimmung der Fluidtemperatur die entsprechende Fluidviskosität bestimmbar. Zu diesem Zwecke weist der Pumpencontroller beispielsweise eine hinterlegte Tabelle oder eine Kennlinie auf, mit welcher einem Fluid- temperaturwert ein entsprechender Wert der Fluidviskosität zugeordnet wird. Hierzu weist der Fluidkreislauf beispielsweise einen integrierten (Fluid-)Temperatur- sensor auf.

In einer bevorzugten Ausführung wird der Fluidkreislauf temperatursensorlos ausgeführt, wobei die Fluidtemperatur mittels eines thermischen Übertragungsmodells anhand einer Betriebstemperatur einer Pumpenelektronik der Fluidpumpe bestimmt wird. Dadurch entfällt ein Temperatursensor des Fluidkreislaufs, wodurch der Fluidkreislauf besonders kostengünstig wird. Die Betriebstemperatur der Pumpenelektronik wird hierbei als Betriebsparameter der Fluidpumpe überwacht. Dadurch wird auf vorteilhafte und einfache Weise der Umstand ausgenutzt, dass die Pumpenelektronik und das Fluid zumindest teilweise miteinander in einem wärmeleittechnischen Kontakt sind. Dieser wärmeleittechnische Kontakt ist mittels des Übertragungsmodells zumindest näherungsweise beschrieben.

Bei der Betriebstemperatur handelt es sich beispielsweise um eine Sperrschichttemperatur eines Halbleiterschalters der Pumpenelektronik oder um Temperatur einer die Pumpenelektronik tragenden Leiterplatte (PCB-Board). Mit dem Übertragungsmodell ist somit anhand der Betriebstemperatur ein Wert für die Temperatur des Fluids im Fluidkreislauf bestimmbar, mit welchem in der Folge die (Ist-)Fluid- viskosität bestimmbar ist.

Durch Kenntnis der Fluidviskosität und des Lastdrehmoments ist somit eine einfache und drucksensorlose Bestimmung des Wertes des Ist-Drucks im Fluidkreislauf ermöglicht. Insbesondere wird der Ist-Druck hierbei lediglich durch Betriebsparameter der Fluidpumpe bestimmt, welche für einen fehlerfreien Betrieb der Fluidpumpe ohnehin von dem Pumpencontroller überwacht werden. Dadurch ist eine besonders einfache, aufwandarme und vorteilhafte Bestimmung des Ist- Drucks realisiert.

Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Soll-Druck adaptiv angepasst wird. Vorzugsweise wird der Soll- Druck hierbei mittels fluidpumpenfremder Betriebsparameter des Fluidkreislaufs angepasst. Zu diesem Zwecke ist beispielsweise ein Controller des Fluidkreislaufs über eine (Bus-)Schnittstelle signaltechnisch an den Pumpencontroller geführt. Mit anderen Worten werden der Ist-Druck insbesondere anhand von Betriebsparametern der Fluidpumpe und der Soll-Druck insbesondere anhand von Betriebsparametern des Fluidkreislaufs bestimmt und/oder angepasst.

In einer möglichen Anwendungsform sind die Fluidpumpe und der Fluidkreislauf Teil eines (Kraftfahrzeug-)Schaltgetriebes (Automatikgetriebe, Doppelkupplungsgetriebe), wobei der Controller Informationen über eine Motordrehzahl und/oder eines Gangwechselstatus an den Pumpencontroller sendet. Derartige Informationen beeinflussen den Fluiddruck lediglich indirekt, ermöglichen jedoch eine Prädiktion des Anforderungsprofils, beziehungsweise des Soll-Drucks. Mit anderen Worten wird der Soll-Druck zur adaptiven Anpassung insbesondere vorausschauend eingestellt. Hierzu sind beispielsweise Mittel und Verfahren für ein maschinelles Lernen (Big data, auto-learning) in den Pumpencontroller integriert. Dadurch ist der Pumpencontroller dazu geeignet und eingerichtet, anhand von bekannten, vorher aufgetretenen Fahr- oder Schaltsituationen vorrausschauend und adaptiv einen Wert für den Soll-Druck zu bestimmen. Dies überträgt sich in der Folge vorteilhaft auf die Effizienz und den Wirkungsgrad der Fluidpumpe beziehungsweise des Fluidkreislaufs sowie den damit ausgestatteten Kraftfahrzeuggetriebe.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung wird zur Anpassung des Soll-Drucks ein Kaiman-Filter verwendet. Insbesondere in einer Anwendung in einem Schaltgetriebe ist die Varianz der zu erwartenden Schaltvorgänge in Abhängigkeit der er- fassten Betriebsparameter des Fluidkreislaufs und/oder der Fluidpumpe sowie der vorliegenden Fahrzeugparameter (Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl, ...) vergleichsweise gering. Dadurch ist es möglich, die Prädiktion des Soll-Drucks anhand eines einfach zu implementierenden Kalman-Filters durchzuführen. Somit ist in einer einfachen Art und Weise eine Zustandsschätzung beziehungsweise Soll-Druckschätzung ermöglicht. Mit anderen Worten lernt der Pumpencontroller im Wesentlichen die Schaltstrategie anhand der Betriebsparameter und den Fahrzeugparametern.

Mit dem Algorithmus des Kalman-Filters wird insbesondere eine lineare quadratische Abschätzung (linear quadratic estimation, LQE) für den Soll-Druck erzeugt. Hierzu werden die vorher aufgetretenen Fahr- oder Schaltsituationen mittels bayesschen Folgerungen und Abschätzungen anhand einer Wahrscheinlichkeitsfunktion in einen Schätzwert für den (zukünftig) benötigten Soll-Druck umgesetzt. Da die Abweichungen (Varianz) der Fahr- oder Schaltsituationen vergleichsweise gering sind, sind somit vergleichsweise genaue und präzise Prädiktionen für den Soll-Druck ermöglicht.

Die erfindungsgemäße elektromotorische Fluidpumpe ist zum Fördern eines Fluids eines Fluidkreislaufs eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem Kraftfahrzeuggetriebe, geeignet und eingerichtet. Die Fluidpumpe weist hierbei eine integrierte Pumpenelektronik und einen Pumpencontroller (Steuergerät) auf, welcher zur Durchführung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen und eingerichtet ist. Der Pumpencontroller ist somit konkret dazu eingerichtet, während des Pumpenbetriebs einen Fluiddruck des Fluids in dem Fluidkreislaufs auf einen Soll-Druck zu regeln, und den zur Regelung benötigten Ist-Druck des Fluids drucksensorlos zu bestimmen.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der Controller zumindest im Kern durch einen Mikrocontroller mit einem Prozessor und einem Datenspeicher gebildet, in dem die Funktionalität zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form einer Betriebssoftware (Firmware) programmtechnisch implementiert ist, so dass das Verfahren - gegebenenfalls in Interaktion mit einem Fahrzeugnutzer - bei Ausführung der Betriebssoftware in dem Mikrocontroller automatisch durchgeführt wird.

Der Controller kann im Rahmen der Erfindung alternativ aber auch durch ein nicht-programmierbares elektronisches Bauteil, zum Beispiel einen ASIC (anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis) oder einem FPGA (field programmable gate array), gebildet sein, in dem die Funktionalität zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit schaltungstechnischen Mitteln implementiert ist.

Die mit dem Verfahren betriebene Fluidpumpe ist somit für eine drucksensorlose Closed-Loop-Regelung des Fluiddrucks im Fluidkreislauf geeignet und eingerichtet. Dadurch ist eine besonders kostengünstige und bauteilreduzierte Fluidpumpe ermöglicht. Des Weiteren ist ein besonders effektiver Betrieb der Fluidpumpe mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad gewährleistet.

In einer vorteilhaften Ausführung ist der Fluidkreislauf drucksensorlos ausgeführt. Dies bedeutet, dass der Fluidkreislauf keinen (Fluid-)Drucksensor zur Erfassung des Ist-Drucks aufweist. Dadurch werden Signalleitungen zwischen dem Fluidkreislauf und der Fluidpumpe eingespart, was sich vorteilhaft auf eine (bau- )Gewichtsreduzierung und somit Kostenersparnis überträgt. In einer geeigneten Ausgestaltung ist der Pumpencontroller signaltechnisch mit einem Controller des Fluidkreislaufs gekoppelt. Dadurch wird die adaptive Anpassung des Soll-Drucks anhand pumpenfremder Indikatoren ermöglicht.

In einer bevorzugten Anwendung sind die Fluidpumpe und der damit gekoppelte Fluidkreislauf Teil eines Kraftfahrzeuggetriebes. Bei der Fluidpumpe handelt es sich vorzugsweise um eine elektromotorische Hilfs- oder Zusatzpumpe. Dadurch ist ein bauteilreduziertes und kostengünstiges Kraftfahrzeuggetriebe realisiert.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in vereinfachten und schematischen Darstellungen:

Fig. 1 einen Hydrauliksystem eines Kraftfahrzeuggetriebe mit einem Fluidkreislauf und mit einer elektromotorischen Fluidpumpe,

Fig. 2 ein Schnittstellenmodell eines Pumpencontrollers der Fluidpumpe, und Fig. 3 ein Diagramm eines Ist-Drehmoments der Fluidpumpe bei einem Anlaufvorgang.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Das in der Fig. 1 dargestellte Hydrauliksystem 2 ist zur Betätigung und Schmierung eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuggetriebes, insbesondere eines Schaltgetriebes, eines Kraftfahrzeugs geeignet und eingerichtet. Hierzu umfasst das Hydrauliksystem 2 einen strichliniert dargestellten Fluid- oder Ölkreislauf 4 zur Führung eines (Hydraulik-)Fluids 6, insbesondere eines (Getriebe-)Öls. Zur Förderung des Öls 6 im Ölkreislauf 4 weist das Hydrauliksystem 2 zwei Fluid- oder Öl- pumpen 8 und 10 auf. Die Ölpumpe 8 ist hierbei als eine Hauptpumpe und die Ölpumpe 10 als eine Hilfs- oder Zusatzpumpe des Ölkreislaufs 4 ausgebildet.

Die Ölpumpe 8 ist hierbei an einen Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs gekoppelt, und mittels des Verbrennungsmotors funktional wirksam zur Förderung des Öls 6 antreibbar. Die Ölpumpe 10 ist elektromotorisch ausgeführt und weist einen antreibenden Elektromotor 12 auf. Der Elektromotor 12 ist beispielsweise als ein bürstenloser Gleichstrommotor ausgeführt und weist einen drehbar gelagerten Rotor auf, welcher drehfest mit einem Pumpenrotor gekoppelt ist.

Der Ölkreislauf 4 weist einen Hochdruckzweig (Primärkreis) 4a und einen Niederdruckzweig (Sekundärkreis) 4b auf. Der Hochdruckzweig 4a weist in diesem Ausführungsbeispiel zwei hydraulisch steuerbare Ventile 14 auf, mit welchen jeweils eine Kupplung 16 des Kraftfahrzeuggetriebes im Zuge eines Schaltvorgangs betätigbar ist. Die Ölpumpe 8 ist auslassseitig mit dem Hochdruckzweig 4a verbunden. Über ein Druckbegrenzungsventil 18 ist die Ölpumpe 8 strömungstechnisch mit dem Niederdruckzweig 4b gekoppelt. Die Ölpumpe 10 ist hierbei mittels eines Rückschlagventils 20 an die Auslassseite (Druckseite) der Ölpumpe 8 geführt.

Im Betrieb des Hydrauliksystems 2 fördert die Ölpumpe 10 das Öl 6 in den Hochdruckzweig 4a, wenn das Fördervolumen der Ölpumpe 8 kleiner als ein Schwellwert ist. Das Fördervolumen der Ölpumpen 8 und 10 wird hierbei insbesondere über den Fluid- oder Öldruck p des Öls 6 in dem Ölkreislauf 4 überwacht.

Zur Überwachung und Regelung des Öldrucks p in dem Ölkreislauf 4 ist einerseits ein Controller (Steuergerät) 22 des Fluidkreislaufs vorgesehen, welcher signaltechnisch beispielsweise an eine Motorsteuerung des Verbrennungsmotors und/oder einer Getriebesteuerung des Schaltgetriebes geführt ist. Der Controller 22 überwacht hierbei im Bereich einer Schnittstelle 24 den Öldruck p zur Ansteue- rung der Ventile 14. Andererseits weist die Ölpumpe 10 eine Pumpenelektronik 26 mit einem Pumpencontroller 28 auf, welcher den Öldruck p im Bereich einer Schnittstelle 30 bestimmt. Mit anderen Worten überwacht der Controller 22 insbesondere den Öldruck p im Hauptdruckzweig 4a und der Pumpencontroller 28 den Öldruck p im Nebendruckzweig 4b.

Nachfolgend ist der Betrieb der Ölpumpe 10 anhand der Fig. 2 näher erläutert. In der Fig. 2 ist ein schematisches Schnittstellenmodell des Pumpencontrollers 28 mit dem Controller 22 dargestellt. Der Pumpencontroller 28 und der Controller 22 sind hierbei signaltechnisch mittels einer Busschnittstelle 32 gekoppelt.

Im Betrieb ist der Pumpencontroller 28 insbesondere dazu ausgebildet eine Druckregelung für den Ölkreislauf 4 durchzuführen, bei welchem ein Ist-Druck p _ist des Öls 6 auf einen Soll-Druck p _so n geregelt wird. Anhand des Vergleichs werden die Drehzahl, und somit das Fördervolumen, des Elektromotors 12 beziehungsweise der Ölpumpe 10 von dem Pumpencontroller 28 eingestellt. Der Pumpencontroller 28 bestimmt den Ist-Druck p _ist des Öls 6 hierbei drucksensorlos, das bedeutet, der Ölkreislauf 4 weist keinen mit dem Pumpencontroller 28 gekoppelten Drucksensor auf.

Der Pumpencontroller 28 bestimmt den Wert für den aktuellen Ist-Druck p _ist durch Auswertung erfasster und überwachter Betriebsdaten der Ölpumpe 10. Hierzu erfasst der Pumpencontroller 28 im Betrieb einen Phasenstrom l _M der Pumpenelektronik 26 zum Antrieb des Elektromotors 12. Der Phasenstrom (Drehstrom) l _M wird hierbei auf eine Stator- oder Phasenwicklung des Elektromotors 12 gespeist, wodurch ein magnetisches Drehfeld erzeugt wird, welches den Rotor in Drehung versetzt. Der Pumpencontroller 28 erfasst weiterhin das dadurch im Betrieb erzeugte Ist-Drehmoment M _is t der Ölpumpe 10 sowie eine Betriebstemperatur T _B der Pumpenelektronik 26.

Zur Bestimmung des Ist-Drucks p _ist wertet der Pumpencontroller 28 ein im Betrieb auftretendes Lastdrehmoment M _La st der Ölpumpe 10 sowie eine (Fluid-)Viskosität η des Öls 6 aus. Das Lastdrehmoment M _La st ist hierbei das statische Drehmoment, welches die Ölpumpe 10 in einem eingeschwungenen Zustand, das bedeutet in einem stabilen Betriebspunkt nach einem Anlaufvorgang, gegenüber dem Ist- Druck pist des Ölkreislaufs 4 aufbringen muss, um das Öl 6 zu fördern. Das Lastdrehmoment M _La st ist durch einen von der Ölviskosität η abhängigen Proportionalitätsfaktor mit dem zu bestimmenden Ist-Druck p _ist gekoppelt.

Das Lastdrehmoment M _La st ist hierbei durch den Pumpencontroller 28 nicht direkt als ein Betriebsparameter der Ölpumpe 10 erfassbar. Das Lastdrehmoment M _La st ist jedoch in dem aufzubringenden Ist-Drehmoment M _ist des Elektromotors 12 der Ölpumpe 10 enthalten. Das Ist-Drehmoment M _ist setzt sich hierbei additiv aus dem Lastdrehmoment M _La st und einem Dynamikdrehmoment M _d yn zusammen.

Das als Regelreserve der Ölpumpe 10 zurückgehaltene Dynamikdrehmoment Mdyn beschreibt insbesondere die dynamischen Eigenschaften des Öls 6. Das Dynamikdrehmoment Mdyn umfasst hierbei einerseits ein bekanntes, konstruktionsabhängiges, Massenträgheitsmoment des Pumpenrotors sowie ein Systemträgheitsmoment, welches von der Ölviskosität η und einer (ÖI-)Temperatur TÖI des zu fördernden Öls 6 abhängig ist.

Zur Bestimmung des Dynamikdrehmoments M _dyn erfasst der Pumpencontroller 28 den Verlauf des Ist-Drehmoments M _ist während eines Anlauf- oder Startvorgangs, bei welchem die Ölpumpe 10 aus einem Stillstand auf eine Betriebsdrehzahl beschleunigt wird.

In der Fig. 3 ist ein beispielhafter zeitlicher Verlauf des Ist-Drehmoments M _is t während eines Anlaufvorgangs, bei welchem das Druckbegrenzungsventil 18 geöffnet ist, dargestellt. In dem schematischen Diagramm der Fig. 3 ist eine Zeit t auf der Abszissenachse (x-Achse) und das Ist-Drehmoment M _is t auf der Ordinatenachse (y-Achse) aufgetragen.

Zu einem Zeitpunkt t ₀ wird die Ölpumpe 10 gestartet. Wie in der Fig. 3 vergleichsweise deutlich ersichtlich wird, tritt hierbei ein sprunghafter beziehungsweise stufenähnlicher Drehmomentanstieg oder Drehmomentgradient auf. Zu einem verzögerten Zeitpunkt ti ist der Anlaufvorgang beendet und eine gewünschte Betriebsdrehzahl beziehungsweise Betriebsdrehmoment erreicht.

Der beim Starten beziehungsweise Anlaufen der Ölpumpe auftretende Drehmomentanstieg ist hierbei invariant gegenüber dem Öldruck p des Ölkreislaufes 4 und beschreibt im Wesentlichen die dynamischen Eigenschaften des Öls 6 (Systemträgheitsmoment). Dadurch ergibt sich das Dynamikdrehmoments M _dyn im Wesentlichen durch die Sprunghöhe beziehungsweise den Drehmomentgradien- ten im Bereich um den Zeitpunkt t ₀ .

Dadurch ist das Dynamikdrehmoment M _d yn bei einem Anlaufen der Ölpumpe 10 durch den Pumpencontroller 28 bestimmbar. In der Folge ist das für die Bestimmung des Ist-Drucks p _ist relevante Lastdrehmoment M _La st als einfache Differenzbildung des Ist-Drehmoments M _ist mit dem Dynamikdrehmoment M _dy n bestimmbar.

Der Proportionalitätsfaktor zwischen dem Lastdrehmoment M _La st und dem im Öl- kreislauf 4 auftretenden Ist-Drucks p _is t ist von der Ölviskosität η abhängig. Die Öl- viskosität η variiert mit der Öltemperatur TÖI im Ölkreislauf 4. Im Betrieb des Hydrauliksystems 2 treten Temperaturänderungen des Öls 6 im Ölkreislauf 4 und somit entsprechende Änderungen der Ölviskosität η auf. Vorzugsweise ist eine entsprechende Tabelle oder Kennlinie der Material- oder Fluideigenschaften des Öls 6 in einem Speicher des Pumpencontrollers 28 hinterlegt, sodass einer bestimmten Öltemperatur TÖI ein jeweils entsprechender Wert der Ölviskosität η zugeordnet wird.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Öltemperatur TÖI von dem Pumpencontroller 28 temperatursensorlos, das bedeutet ohne ein Mess- oder Sensorsignal eines Temperatursensors im Ölkreislauf 6, bestimmt. Hierzu wertet der Pumpencontroller 28 die erfasste Betriebstemperatur T _B der Pumpenelektronik 26 aus. Als Betriebstemperatur T _B wird hierbei beispielsweise eine Sperrschichttemperatur eines Halbleiterschalters eines Wechselrichters der Pumpenelektronik 26 oder eine Temperatur einer die Pumpenelektronik 26 tragenden Leiterplatte (PCB-Board) überwacht. In dem Pumpencontroller 28 ist hierbei ein Übertragungsmodell 34, beispielsweise in Form einer Tabelle oder einer Kennlinie hinterlegt, mit welchem der erfassten Betriebstemperatur T _B ein Wert für die Öltemperatur TÖI im Ölkreislauf 4 zugeordnet wird.

Anhand der somit bestimmte Öltemperatur TÖI ergibt sich in der Folge die Ölviskosität η, wodurch der Proportionalitätsfaktor zwischen dem Lastdrehmoment M _Las t und dem im Ölkreislauf 4 auftretenden Ist-Drucks p _is t bestimmbar ist. Dadurch ist es auf einfache Art und Weise möglich, dass der Pumpencontroller 28 lediglich anhand der Betriebsparameter der Ölpumpe 1 0 den Wert für den Ist-Druck p _ist im Ölkreislauf 4 bestimmt.

Der zur Druckregelung der Ölpumpe 1 0 benötigte Soll-Druck p _so n wird durch den Controller 22 des Ölkreislaufs 4 bestimmt. Insbesondere wird der Wert des Soll- Drucks Psoii hierbei dynamisch und adaptiv, insbesondere mittels eines Kaiman- Filters, an die jeweilige Getriebe- oder Fahrsituation des Kraftfahrzeugs ange- passt.

In diesem Ausführungsbeispiel wird der Soll-Druck p _so n beispielsweise von dem Pumpencontroller 28 prädiziert und durch Auswertung von mittels des Controllers 22 übertragenen, ölpumpenfremder Betriebsparameter (Fahrzeugparameter) abgeglichen beziehungsweise plausibilisiert. Hierzu überträgt der Controller 22 beispielsweise die Werte einer Motorgeschwindigkeit v und eines Gangwechselstatus S sowie der Öltemperatur TÖI. Der Pumpencontroller 28 ist hierbei für ein maschinelles Lernen eingerichtet, sodass beispielsweise anhand der empfangenen Motorgeschwindigkeit v und des Gangwechselstatus S eine Prädiktion des Anforderungsprofils beziehungsweise des gewünschten Soll-Drucks p _so n erfolgt. Mit anderen Worten erfolgt anhand von bekannten, vorher aufgetretenen Fahr- oder Schaltsituationen, eine vorausschauende Druckregelung im Ölkreislauf 4. Dadurch ist ein besonders effektiver und betriebssicherer Betrieb des Kraftfahrzeuggetriebes gewährleistet.

Hierbei wird kein direkter Einfluss auf das Schaltverhalten genommen . Durch den Kaiman-Filter wird vorzugsweise lediglich eine Korrektur des Ist-Drucks p _is t vorgenommen, die tatsächliche Druckanforderung wird hierbei jedoch nicht beeinflusst. Vorzugsweise ist die signaltechnische Verarbeitung verschiedener Fahrzeug- Schnittstellen (z.B. Streckenprofil, Streckensteigung, Verkehr, ...) und die damit einhergehende, moderate, Anpassung des Soll- beziehungsweise Ist-Drucks p _S0 n beziehungsweise p _is t vorgesehen. Beispielsweise ist es bei einem hohen Verkehrsaufkommen möglich, eine erhöhte Frequenz der Schaltvorgänge zu prädizie- ren. Dadurch regelt der Pumpencontroller 28 beispielsweise auf einen leicht er- höhten Öldruck p, sodass durch die dadurch entstehende Reserve die anstehenden Schaltvorgänge optimiert werden.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel be- schränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.

So ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf ein - wie in der Fig. 1 dargestelltes - Hydrauliksystem 2 beschränkt. So ist es beispielsweise möglich, dass das Hydrauliksystem 2 keine übergeordnete Druckregeleinrichtung beziehungsweise kein Druckbegrenzungsventil 18 aufweist. Ebenso denkbar ist die Anwendung des Verfahrens bei einer Wasserpumpe eines Kraftfahrzeugs. Wesentlich ist, dass der zugeordnete Ist-Druck p _ist des geförderten Fluids 6 drucksensorlos bestimmt wird.

Bezugszeichenliste

2 Hydrauliksystem

4 Fluidkreislauf/Ölkreislauf

4a Hauptdruckzweig

4b Nebendruckzweig

6 Fluid/Öl

8 Fluidpumpe/Ölpumpe/Hauptpumpe

10 Fluidpumpe/Ölpumpe/Nebenpumpe

12 Elektromotor

14 Ventil

16 Kupplung

18 Druckbegrenzungsventil

20 Rückschlagventil

22 Controller

24 Schnittstelle

26 Pumpenelektronik

28 Pumpencontroller

30 Schnittstelle

32 Busschnittstelle

34 Übertragungsmodell p Fluiddruck/Öldruck

Pist Ist-Druck

Psoii Soll-Druck

l _M Phasenstrom M _ist

Ist-Drehmoment

M _La st Lastdrehmoment

Mdyn Dynamikdrehmoment

TÖI Fluidtemperatur/Öltemperatur

T _B Betriebstemperatur

η Fluidviskosität/Ölviskosität t Zeit to, t1 Zeitpunkt

v Motorgeschwindigkeit

S Gangwechselstatus