Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Hydrauliksystems eines Kraftfahrzeuges

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines

Hydrauliksystems eines Kraftfahrzeuges.

Aus der gattungsbildenden DE 10 2008 040 667 A1 ist ein Hydrauliksystem einer

Getriebeeinrichtung und ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines derartigen Hydrauliksystems bekannt. Das Hydrauliksystem weist eine Hauptölpumpe und eine Zusatzolpumpe auf. Die Hauptölpumpe ist mittels einer Verbrennungskraftmaschine funktional wirksam antreibbar. Die Zusatzolpumpe ist mittels eines Elektromotors antreibbar. Das Hydrauliksystem weist einen Hochdruckzweig und einen Niederdruckzweig auf. Der Hochdruckzweig kann auch als Primärkreis und der Niederdruckzweig kann auch als Sekundärkreis bezeichnet werden. Die Hauptölpumpe ist ausgangsseitig mit dem

Primärkreis verbunden. Über ein Druckbegrenzungsventil ist die Hauptölpumpe ferner mit dem Sekundärkreis verbunden. Die Zusatzolpumpe ist über ein Rückschlagventil mit der Ausgangsseite der Hauptölpumpe verbunden. Über ein Schaltventil ist die Zusatzolpumpe ferner mit dem Sekundärkreis verbunden. Die Druckseite der Zusatzolpumpe ist über eine in Richtung des Primärkreises und des Sekundärkreises sperrbare und das

Druckbegrenzungsventil umgehende Hydraulikleitung mit dem Sekundärkreis in

Wirkverbindung bringbar. Diese Hydraulikleitung weist ein entsprechendes Schaltventil auf. Das Schaltventil kann dabei in einen die Hydraulikleitung freigebenden Zustand und in einen die Hydraulikleitung sperrenden Zustand geschaltet werden. Wenn die Hydraulikleitung durch das Umschaltventil freigegeben ist, wird der Sekundärkreis von der Zusatzolpumpe gespeist. Wenn die Hydraulikleitung durch das Schaltventil gesperrt ist, wird der Primärkreis von der Zusatzolpumpe gespeist. Das Schaltventil ist durch ein elektrisch ansteuerbares Magnetventil vorgesteuert. Je nach Schaltstellung des Schaltventils kann die Zusatzolpumpe so in den Hochdruckzweig oder in den Niederdruckzweig fördern. Bei einem entsprechenden Verfahren zum Betreiben des Hydrauliksystems wird vorgeschlagen, dass die

Zusatzolpumpe in den Primärkreis fördert, wenn das Fördervolumen der Hauptölpumpe kleiner als ein Schwellwert ist. Wenn das Fördervolumen der Hauptölpumpe größer als ein entsprechender Schwellwert ist, wird das Schaltventil derart geschaltet, dass die

Hydraulikleitung geöffnet wird und so die Zusatzolpumpe in den Sekundärkreis bzw.

Niederdruckzweig fördert. Die Hauptölpumpe speist zumindest den Primärdruckkreis mit Hydrauliköl. Ein ohne elektrische Ansteuerung mögliches Umschalten des Schaltventils ist zwischen dem die Hydraulikleitung freigebenden Zustand und dem die Hydraulikleitung sperrenden Zustand in einer Ausgestaltung dadurch erreicht, dass das Schaltventil in Abhängigkeit eines Hauptdruckes des Primärkreises betätigt wird. Hierbei kann es vorgesehen sein, dass das Umschaltventil bei einem Hauptdruck kleiner oder gleich eines vordefinierten Schwellwerts die Hydraulikleitung sperrt und bei einem Hauptdruck größer als der Schwellwert die Hydraulikleitung freigibt. Alternativ kann das Schaltventil durch ein elektrisch ansteuerbares Magnetventil vorgesteuert werden.

Aus der EP 1 861 637 B1 ist ein Hydrauliksystem für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines solchen Hydrauliksystems bekannt. Das Kraftfahrzeug ist mit einer Start-/Stopp-Funktionalität und mit einem Hybridantrieb ausgestattet. Das Hydrauliksystem weist eine Hauptölpumpe und eine Zusatzölpumpe auf. Die Hauptölpumpe ist von einer Verbrennungskraftmaschine antreibbar und die Zusatzpumpe ist von einem Elektromotor antreibbar. Das Hydrauliksystem weist einen Hauptdruckzweig und einen Niederdruckzweig auf. Die Hauptölpumpe stellt den Öldruck zur Einstellung des

Hauptdruckes und des Niederdruckes durch ein Hauptdruckventil bereit. Dem

Niederdruckzweig ist eine Getriebeschmierung sowie eine Anfahrelementkühlung

zugeordnet. Zwischen dem Hauptdruckzweig und dem Niederdruckzweig ist das

Hauptdruckventil angeordnet, mit dem ein von der Hauptölpumpe erzeugter Öldruck auf einen Hauptdruck zur Versorgung des Hauptdruckzweiges und ein Niederdruck zur

Versorgung des Niederdruckzweiges einstellbar ist. Eine Verbindungsleitung verbindet einen Niederdruckausgang des Hauptdruckventils und den Niederdruckzweig miteinander. In einer weiteren Leitung zwischen dem Hauptdruckzweig und der Verbindungsleitung ist ein

Rückschlagventil angeordnet, welches ein Einströmen von Öl in den Niederdruckzweig verhindert, jedoch ein Einströmen von Öl unter Niederdruck in den Hauptdruckzweig ermöglicht. In dem Niederdruckzweig ist ein Umschaltventil angeordnet. Von dem

Umschaltventil geht eine Ölleitung zu Elementen einer Getriebeschmierung und eine weitere Ölleitung zu Elementen einer Anfahrkühlung ab. Es ist ein

Ölmengenbedarfsermittlungselement vorgesehen, welches den aktuellen und/oder den unmittelbar bevorstehenden Ölmengenbedarf der hydraulischen Steuereinrichtungen des Automatikgetriebes und/oder des Anfahrelementes erfasst. Hierbei wird die aktuelle

Ölpumpenleistung der Hauptölpumpe ermittelt. Aus dem Ölmengenbedarf und der

Ölpumpenleistung der Hauptölpumpe wird ein Ölmengenmehrbedarf ermittelt. In einer Betriebsart des Hydrauliksystems steht die Hauptölpumpe still und die Zusatzölpumpe wird angetrieben. Das Umschaltventil wird dabei derart betätigt, dass die Schmierölversorgung des Getriebes und die Kühlölversorgung des Anfahrelementes bzw. der entsprechenden Kupplung über die elektrisch angetriebene Zu satzöl pumpe zumindest größtenteils unterbunden ist. Die elektrisch angetriebene Zusatzölpumpe erzeugt hierbei einen solchen Öldruck, so dass dieser Öldruck zu einem Druckregler für die Schaltelemente des

Automatikgetriebes geleitet wird, wobei die Schaltelemente vorbefüllt gehalten oder vorbefüllt werden können. Bei der ersten Betriebsart wird sichergestellt, dass auch bei abgeschaltetem Fahrmotor, nämlich bei abgeschalteter Verbrennungskraftmaschine, eine ausreichende Öldruckversorgung zur Vorbefüllung gewährleistet ist, so dass nach dem Anlassen des Fahrmotors ein Anfahren gegebenenfalls schnell durchführbar ist. Ein Rückfluss über das Hauptdruckventil in das gemeinsame Ölreservoir wird dadurch verhindert, dass das

Hauptdruckventil geschlossen ist oder ein Rückschlagventil zwischen der Hauptolpumpe und dem Hauptdruckventil in Sperrstellung steht oder die Hauptolpumpe selbst eine

ausreichende Sperrwirkung erzeugt. In einer zweiten Betriebsart des Hydrauliksystems werden sowohl die Hauptolpumpe als auch die Zusatzölpumpe angetrieben. Das

Umschaltventil ist im Wesentlichen zur Kühlölversorgung des Anfahrelementes geöffnet. Das Hauptdruckventil ist derart eingestellt, dass an dem Druckregler ein zum Schalten der Schaltelemente des Getriebes ausreichend hoher Schaltdruck anliegt. Durch das

Hauptdruckventil wird ein Ölstrom zu dem Umschaltventil geleitet, wobei der Druck dieses Ölstroms niedriger ist, als der zu dem Druckregler führende Druck. Die elektrisch

angetriebene Zusatzölpumpe fördert zumindest noch denjenigen Ölstrom, der in Addition mit dem von der mechanisch angetriebenen Hauptolpumpe bereitgestellten Ölstrom zur Kühlung des Anfahrelementes notwendig ist. Bei dieser zweiten Betriebsart sind zwar beide

Ölpumpen im Betrieb, jedoch wird die Leistungsaufnahme der Zusatzölpumpe nur auf den für einen sicheren Betrieb unbedingt notwendigen Umfang begrenzt, welcher

kraftstoffsparend sein soll und unnötige Schadstoffemissionen vermeiden soll.

Aus der DE 101 62 973 A1 ist ein Hydrauliksystem und ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Hydrauliksystems bekannt. Das Hydrauliksystem weist eine Hauptolpumpe und eine Zusatzölpumpe auf. Die Hauptolpumpe wird von einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeuges angetrieben. Die Zusatzölpumpe wird von einem Elektromotor angetrieben. Eine Antriebssteuervorrichtung für die Zusatzölpumpe detektiert einen hydraulischen

Kupplungsdruck und treibt die elektrische Zusatzölpumpe so an, dass ein erforderlicher hydraulischer Druck aufrecht erhalten wird. Die Antriebssteuervorrichtung detektiert eine Öltemperatur und steuert die Betriebsspannung der elektrischen Pumpe auf der Grundlage der Öltemperatur. Dadurch soll der von der elektrischen Ölpumpe zugeführte hydraulische Druck den für die hydraulische Steuerung des Automatikgetriebes erforderlichen,

hydraulischen Druck aufrechterhalten und verhindern, dass ein größerer hydraulischer Druck als notwendig zugeführt wird. Aus der DE 10 2008 041 402 A1 ist ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einem entsprechenden Hydrauliksystem bekannt. Das Hydrauliksystem weist eine von einer Verbrennungskraftmaschine antreibbare Hauptölpumpe und eine elektrisch betriebene Zusatzolpumpe auf. Eine Steuerungseinrichtung steuert einen Elektromotor der

Zusatzolpumpe derart an, dass die Zusatzolpumpe nur dann eingeschaltet ist, wenn ein aktueller Hydraulikölbedarf des Getriebes von der Hauptölpumpe nicht bereitstellbar ist und wenn die Hydraulikoltemperatur kleiner als ein entsprechender Grenzwert ist und wenn eine zurückliegende Anschaltdauer der Zusatzolpumpe kleiner als ein entsprechender Grenzwert ist. Der Elektromotor kann im eingeschalteten Zustand in einer ersten Leistungsstufe mit einer relativ geringen Drehzahl oder in einer zweiten Leistungsstufe mit einer relativ hohen Drehzahl betrieben werden in Abhängigkeit von einer Bremspedalbetätigung, einer

Wählhebelposition eines Getriebewählhebels, von einem eingelegten Istgang und von einer Fahrpedalbetätigung eines Gaspedals.

Das gattungsbildende Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung des Hydrauliksystems ist noch nicht optimal ausgebildet. Eine an den Bedarf angepasste Steuerung und/oder Regelung des Hydrauliksystems erfolgt im Stand der Technik nur in eingeschränkter Form.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren zur Steuerung des Hydrauliksystems derart auszugestalten und weiterzubilden, so dass eine bedarfsgerechte Steuerung und/oder Regelung ermöglicht ist.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Eine Solldrehzahl des Elektromotors wird anhand eines Ventilstatus des Schaltventils und eines Niederdruckpumpenkennfeldes und eines Hochdruckpumpenkennfeldes bestimmt. In Abhängigkeit von der Schaltstellung des Schaltventils, nämlich in Abhängigkeit von dem Ventilstatus wird entweder das

Niederdruckpumpenkennfeld oder das Hochdruckpumpenkennfeld verwendet. Das

Niederdruckpumpenkennfeld wird verwendet, wenn die Zusatzolpumpe den

Niederdruckzweig speist. Das Hochdruckpumpenkennfeld wird verwendet, wenn die

Zusatzolpumpe den Hochdruckzweig speist. Das Niederdruckpumpenkennfeld beschreibt den Zusammenhang zwischen dem Fördervolumen der Zusatzolpumpe in den

Niederdruckzweig und der hierzu erforderlichen Drehzahl des Elektromotors. Das

Hochdruckpumpenkennfeld beschreibt den Zusammenhang zwischen dem Fördervolumen der Zusatzolpumpe in den Hochdruckzweig und der hierzu erforderlichen Drehzahl des Elektromotors. Da die Druckniveaus im Hochdruckkreis und im Niederdruckkreis unterschiedlich sind, sind unterschiedliche Drehzahlen notwendig, um das gleiche

Fördervolumen zu erzielen. Das Niederdruckpumpenkennfeld und das

Hochdruckpumpenkennfeld können von unterschiedlichen Faktoren abhängig sein:

beispielsweise den Druckniveaus im Hochdruckzweig bzw. im Niederdruckzweig, der Öltemperatur, der Anzahl und Ausgestaltung der Aktuatoren des Hochdruckzweiges, der Ausgestaltung und Anordnung der zu kühlenden und/oder zu schmierenden Bauteile und dgl. Das Niederdruckpumpenkennfeld und das Hochdruckpumpenkennfeld können durch Messungen ermittelt werden. Dadurch dass das entsprechend gemessene

Niederdruckpumpenkennfeld und das entsprechende Hochdruckpumpenkennfeld zur Steuerung und/oder Regelung des Elektromotors der Zusatzolpumpe genutzt werden, ist eine bedarfsgenauere Steuerung und/oder Regelung ermöglicht. Das Verfahren und das zugehörige Hydrauliksystem haben den Vorteil, dass eine bedarfsgerechte Steuerung und/oder Regelung des Hydrauliksystems, insbesondere des Elektromotors der

Zusatzolpumpe, erfolgt.

Der Bedarf wird vorzugsweise wie folgt ermittelt. Es wird zunächst die Istdrehzahl des Elektromotors ermittelt. Ferner wird der Volumenstromgesamtbedarf ermittelt. Dieser Volumenstromgesamtbedarf kann durch Addition des Volumenstrombedarfs des

Hochdruckzweiges und des Volumenstrombedarfs des Niederdruckzweiges ermittelt werden. Durch die Hauptolpumpe wird ein bestimmter Volumenstrom bereitgestellt. Dieser bereitgestellte Volumenstrom wird mit dem Volumenstromgesamtbedarf verglichen. Wenn der Volumenstromgesamtbedarf kleiner gleich ist als der von der Hauptolpumpe zur

Verfügung gestellte Volumenstrom, wird die Zusatzolpumpe nicht benötigt; die Solldrehzahl des Elektromotors kann auf null gesetzt werden. Dies kann durch eine entsprechende Gestaltung des Niederdruckpumpenkennfelds und des entsprechenden

Hochdruckpumpenkennfeldes erfolgen.

Wenn der Volumenstromgesamtbedarf nicht durch den zur Verfügung stehenden

Volumenstrom der Hauptolpumpe gedeckt werden kann, wird der Verbraucher mit der höchsten Priorität, nämlich der Volumenstrombedarf des Hochdruckzweiges mit dem zur Verfügung stehenden Volumenstrom der Hauptolpumpe verglichen. Wenn der

Volumenstrombedarf des Hochdruckzweiges durch die Hauptolpumpe gedeckt werden kann, wird das hydraulische Schaltventil so betätigt, dass der Niederdruckzweig unter anderem mittels der Zusatzolpumpe gespeist wird. Das Schaltventil wird dabei insbesondere geschlossen. Es wird zum einen das überschüssige Angebot der Hauptolpumpe auf den niederpriorisierten Niederdruckzweig verteilt. Zum anderen wird der restliche

Volumenstrombedarf des Niederdruckzweiges mit Hilfe der elektrisch angetriebenen Zusatzolpumpe gedeckt, wobei die Zusatzolpumpe mittels des Niederdruckpumpenkennfelds gesteuert wird, bis der Volumenstrombedarf des Niederdruckzweiges gedeckt ist.

Reicht der zur Verfügung gestellte Volumenstrom der Hauptölpumpe nicht aus, um den Volumenstrombedarf des Hauptdruckzweiges zu decken, so wird das hydraulische

Schaltventil so betätigt, dass der Hochdruckzweig zusätzlich mittels der Zusatzolpumpe gespeist wird. Das Schaltventil wird dabei insbesondere geöffnet. Zumindest der

Volumenstromfehlbedarf im Hochdruckzweig wird nun durch die Zusatzolpumpe gedeckt. Vorzugsweise wird durch die Zusatzolpumpe mehr als der Volumenstromfehlbedarf im Hochdruckzweig durch die Zusatzolpumpe gefördert, so dass durch eine entsprechende Systemauslegung des Hydrauliksystems mit entsprechenden Leckagestellen gleichzeitig die Versorgung des Niederdruckzweigs sichergestellt ist. Es sind vorzugsweise Leckagestellen zwischen dem Hochdruckzweig und dem Niederdruckzweig vorhanden, so dass der überschüssige Volumenstrom zu Kühlungs- und Schmierzwecken in den Niederdruckzweig geleitet wird.

Die Regelung der elektrischen Pumpe gestaltet sich wie folgt. Für die korrekte Betrachtung der Ist-Situation des Volumenstrombedarfs des Hydrauliksystems wird zu einer ersten Volumenstrombilanz eine Volumenstromregelabweichung addiert. Die erste

Volumenstrombilanz ergibt sich wiederum aus dem Bedarf des Hochdruckzweiges zuzüglich des Bedarfs des Niederdruckzweiges abzüglich des durch die Hauptölpumpe zur Verfügung gestellten Volumenstroms. Um die Volumenstromregelabweichung zu bilden, wird zunächst die Differenz aus der Istdrehzahl des Elektromotors und der Solldrehzahl des Elektromotors gebildet. Mittels des Ventilstatus, des Niederdruckpumpenkennfelds oder des

entsprechenden Hochdruckpumpenkennfeldes und der Drehzahldifferenz aus der

Solldrehzahl und der Istdrehzahl wird die Volumenstromregelabweichung ermittelt. Die Volumenstromregelabweichung wird zu der ersten Volumenstrombilanz addiert, woraus sich eine weitere Volumenstrombilanz ergibt. Je nach Ventilstatus und der ermittelten weiteren Volumenstrombilanz ergibt sich aus dem entsprechenden Pumpenkennfeld für den

Hochdruckzweig oder den Niederdruckzweig die Solldrehzahl für den Elektromotor.

In einer Ausgestaltung ist die Hauptölpumpe als Konstantpumpe ausgebildet. Die

Konstantpumpe kann als hubreduzierte Konstantpumpe ausgebildet sein.

In alternativer Ausgestaltung ist die Hauptölpumpe als Verstellpumpe zur Erzeugung eines bestimmten variablen Volumenstroms ausgebildet. In dem Verfahren wird nun dazu ein Verstellfaktor berücksichtigt. Der Verstellfaktor ergibt sich aus der Division des Bedarfs der hydraulischen Bereiche des Hochdruckzweiges und Niederdruckzweiges geteilt durch den maximal möglichen Fördervolumenstrom der Verstellpumpe. Nur wenn der Verstellfaktor einen Wert kleiner als eins annimmt, wird die variable Flussmenge aus der Multiplikation des Verstellfaktors mit dem maximalen Fördervolumenstrom berechnet. Andernfalls, wenn der Verstellfaktor einen Wert größer gleich eins annimmt, wird die Verstellpumpe maximal geöffnet und kann in der weiteren Betrachtung analog einer Konstantpumpe behandelt werden. In dem Verfahren wird dabei der Verstellfaktor bestimmt. Aus diesem kann über ein separates Hauptölpumpenkennfeld der Verstellpumpe die Pumpenverstellung errechnet werden. Das Hauptölpumpenkennfeld kann beispielsweise durch entsprechende

Prüfstandmessungen ermittelt werden.

Erfolgt die Verstellung der Verstellpumpe hydraulisch, so geht die berechnete

Verstellanforderung wiederum in den Volumenstrombedarf des Hochdruckzweiges als zusätzliche Anforderung mit ein.

Es ergeben sich unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten des Verfahrens. Insbesondere in Fahrsituationen, in denen die Verbrennungskraftmaschine abgeschaltet ist, kann durch die Zusatzolpumpe zumindest der Hochdruckzweig versorgt werden, so dass Gangstufen ein- und ausgelegt oder vorgewählt werden können. Ferner wird durch die Zusatzolpumpe zumindest eine Radsatzschmierung gewährleistet. Beim Abschleppen oder„Segeln" oder bei Einsatz einer Start-Stopp-Automatik ist die Verbrennungskraftmaschine ausgeschaltet, aber die Gangstufen können in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs entsprechend nachgeführt werden, um zu hohe Drehzahlen der abtriebsseitig mitdrehenden Bauteile des Getriebes oder der Kupplung zu vermeiden.

Insbesondere weist das Kraftfahrzeug eine Start-Stopp-Automatik auf. Durch das Verfahren ist insbesondere auch eine Start-Stopp-Automatik auch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten möglich und/oder ein Segeln des Kraftfahrzeuges mit ausgestellter

Verbrennungskraftmaschine darstellbar, wobei die Gangstufen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit nachgeführt werden können, zu gegebener Zeit die Kupplung angelegt werden kann und der Motor gestartet werden kann.

Ferner ist durch das Verfahren die bedarfsgerechte Steuerung und/oder Regelung der Zusatzolpumpe auch bei einem höheren Kühlölbedarf gewährleistet, so dass auch bei einem höheren Kühlölbedarf entsprechende Start-Stopp-Funktionen oder ein„Segeln" möglich ist. Die Verfügbarkeit der Start-Stopp-Automatik oder des„Segeins" sind hierdurch gesteigert. Es lassen sich Verluste durch die Bereitstellung hydraulischer Hilfsenergien für die

Aktivierung sowie zu Kühl- und Schmierzwecken verringern. Es ist denkbar, dass eine elektrohydraulische Parksperre mittels des Hydrauliksystems betätigbar ist. Solche

Parksperren werden auch als„park-by-wire" bezeichnet.

Die eingangs genannten Nachteile sind daher vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren weiter auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 in einer stark schematischen Darstellung ein Hydrauliksystem mit einer

Hauptolpumpe und mit einer Zusatzolpumpe,

Fig. 2 in einem schematischen Diagramm die Ansteuerung der Zusatzolpumpe,

Fig. 3 in einer schematischen Darstellung die Bestimmung einer Solldrehzahl des

Elektromotors der Zusatzolpumpe mittels zweier Pumpenkennfelder, nämlich eines Hochdruckpumpenkennfelds und eines Niederdruckpumpenkennfelds,

Fig. 4 in einer schematischen Darstellung die Bestimmung eines Ventilstatus,

Fig. 5 in einer schematischen Darstellung die Bestimmung einer

Volumenstromregelabweichung mittels der beiden Pumpenkennfelder, und

Fig. 6 in einer schematischen Darstellung eine Steuerung einer optionalen

Verstellpumpe.

In Fig. 1 ist ein Hydrauliksystem 1 dargestellt. Das Hydrauliksystem 1 weist eine

Hauptolpumpe 2 auf. Die Hauptolpumpe 2 wird von einer Verbrennungskraftmaschine VKM angetrieben. Das Hydrauliksystem 1 weist ferner eine Zusatzolpumpe 3 auf. Die

Zusatzolpumpe 3 wird von einem Elektromotor 4 angetrieben. Die Hauptolpumpe 2 und die Zusatzolpumpe 3 fördern über einen Saugfilter 5 Getriebeöl aus einem Getriebeölsumpf 6. Die Hauptolpumpe 2 versorgt eine Mechatronikeinheit 7 mit dem Getriebeöl. Von der Mechatronikeinheit 7 werden entsprechende Aktuatoren 8 oder auch eine Kupplung 9 mit Drucköl versorgt. Die Kupplung 9 ist insbesondere als Doppelkupplung ausgebildet.

Das Hydrauliksystem 1 weist nun einen Hochdruckzweig 10 und einen Niederdruckzweig 1 1 auf. Die Aktuatoren 8 und die Kupplung 9 sind Teil des Hochdruckzweigs 10. Teil des Niederdruckzweiges 1 1 sind eine Kühlung 12, eine Radsatzschmierung 13 und ein Rücklauf 14. Dem Getriebe wird dabei Kühlöl beziehungsweise Schmieröl über die Kühlung 12 beziehungsweise die Radsatzschmierung 13 zugeleitet, wie es in Fig. 1 durch die beiden Zahnritzel links in der Abbildung dargestellt ist.

Die Zusatzolpumpe 3 fördert nun parallel zu der Hauptolpumpe 2 ebenfalls entsprechendes Öl zur Mechatronikeinheit 7. Hierbei ist zwischen der Mechatronikeinheit 7 und der

Zusatzolpumpe 3 ein Rückschlagventil 15 vorgesehen. Das Rückschlagventil 15 kann in die Mechatronikeinheit 7 integriert sein oder separat zur Mechatronikeinheit 7 angeordnet sein und dabei mit der Mechatronikeinheit 7 über eine Zuleitung 16 verbunden sein.

Ferner ist vorzugsweise ein Rückschlagventil 17 stromabwärts der Hauptolpumpe 2 in der Zuleitung 16 angeordnet. Das Rückschlagventil 17 kann in einer Ausgestaltung in die Hauptolpumpe 2 integriert sein. Alternativ kann das Rückschlagventil 17 in die

Mechatronikeinheit 7 integriert sein oder separat zur Hauptolpumpe 2 und zur

Mechatronikeinheit 7 ausgebildet und angeordnet sein, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. In der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung ist die Hauptolpumpe 2 als Konstantpumpe

ausgestaltet. In alternativer Ausgestaltung kann die Hauptolpumpe 2 verstellbar ausgebildet sein, beziehungsweise als Verstellpumpe ausgebildet sein.

Es ist nun ein Schaltventil 18 stromabwärts der Zusatzolpumpe 3 vorgesehen. Der eine Ausgang des Schaltventils 18 ist dabei funktional wirksam mit dem Rückschlagventil 15 und damit der Zuleitung 16 des Hochdruckzweiges 10 verbunden. Der andere Ausgang des Schaltventils 18 ist mit dem Niederdruckzweig 1 1 verbunden. Das Schaltventil 18 ist als Schieber ausgestaltet. Die Rückstellung erfolgt über eine Feder. Die Ansteuerung des Schaltventils 18 erfolgt über ein elektrisches Vorsteuerventil (nicht dargestellt) in der Mechatronikeinheit 7. Das Schaltventil 18 ist dazu über eine Steuerleitung 19 mit der Mechatronikeinheit 7 verbunden. Die Steuerleitung 19 ist Teil des Hochdruckzweiges 10.

Die Hauptolpumpe 2 kann nun durch die Zusatzolpumpe 3 aufgeladen werden, wobei die Mechatronikeinheit 7 über den Rücklauf 14 mit dem Ansaugtrakt der Hauptolpumpe 2 verbunden ist. Der Rücklauf 14 beziehungsweise die entsprechende Versorgungsleitung ist mittels der Mechatronikeinheit 7 schaltbar. Wenn kein Drucköl und kein Kühlölvolumenstrom angefordert werden, fließt abgesehen von den auftretenden Systemleckagen, der

Ölvolumenstrom mit der Zusatzölpumpe 3 über den Rücklauf 14 in den Ansaugtrakt der Hauptolpumpe 2. Im ölbefüllten Zustand des Ansaugtraktes der Hauptolpumpe 2 treten dann keine Ansaugschwierigkeiten auf.

Über einen weiteren nicht dargestellten Rücklauf fließt das Getriebeöl entsprechend in den Getriebeölsumpf 6 zurück.

Im Folgenden darf nun anhand der Fig. 2 die Steuerung beziehungsweise Regelung des Hydrauliksystems 1 , insbesondere des Elektromotors 4 und des Schaltventils 18 erläutert werden. Das Verfahren ist in einem Steuergerät (nicht dargestellt) implementiert.

Die Eingangsgrößen des Verfahrens sind die Istdrehzahl n _E M,ist des Elektromotors 4 sowie die Volumenstrombedarfe - nämlich der Volumenstrombedarf Q _H D der Verbraucher des Hochdruckzweigs 10 und der Volumenstrombedarf Q _N D der Verbraucher des

Niederdruckzweiges 1 1 - sowie der zur Verfügung stehende Volumenstrom Q _V KM der Hauptolpumpe 2. Die verschiedenen hydraulischen Bereiche, nämlich der Hochdruckzweig 10 und der Niederdruckzweig 1 1 melden jeweils einen unterschiedlichen Bedarf in Form der Volumenstrombedarfe Q _H D und Q _N D-

In den Volumenstrombedarf Q _H D fliest die Leckage des Hochdruckzweiges 10, ein dynamischer Vorhalt zur Betätigung der Kupplung 9, ein dynamischer Vorhalt zur Betätigung der Gangsteller und ein dynamischer Sicherheitsvorhalt sowie Sonderzustände ein. Die Sonderzustände umfassen beispielsweise Start-Stopp-Fahrsituationen, Segeln mit ausgeschalteter Verbrennungskraftmaschine und dgl. Die Leckage kann dabei aus einem am Prüfstand gemessenen Kennfeld (nicht dargestellt) gewonnen werden.

Der Volumenstrombedarf QND des Niederdruckzweiges 1 1 kann insbesondere den Bedarf zur Kühlung 12 der Kupplung 9, den Bedarf zur Radsatzschmierung 13 und eventuell einen Sicherheitsoffset umfassen.

Der Volumenstrom Q _V KM beschreibt den aktuell durch die Hauptolpumpe 2 geförderten Volumenstrom. Der zur Verfügung stehende Volumenstrom Q _V KM der Hauptolpumpe 2 kann vorzugsweise aus einer Temperatur T _Su mpf des Getriebeöls im Getriebeölsumpf 6 und aus der Drehzahl n _V KM des Verbrennungsmotors VKM mittels eines entsprechenden Kennfeldes gebildet werden. Zunächst darf die Steuerung des Schaltventils 18 in Abhängigkeit von den Volumenstrombedarfen Q _H D und Q _N D erläutert werden:

In einem Verfahrensschritt 20 werden die Volumenstrombedarfe Q _H D und Q _N D ZU einem Gesamtvolumenstrombedarf QB.GES addiert. In einem Verfahrensschritt 21 wird der

Volumenstromgesamtbedarf QB.GES dem zur Verfügung stehenden Angebot durch die mechanische Pumpe, nämlich dem Volumenstrom Q _V KM gegenübergestellt. In dem

Verfahrensschritt 21 wird die Differenz von QB.GES und QVKM gebildet. Als Ergebnis des Verfahrensschritts 21 wird die erste Volumenstrombilanz AQ-i gebildet. Diese erste

Volumenstrombilanz AQ-i kann positiv oder negativ ausfallen. Der

Volumenstromgesamtbedarf QB.GES geht positiv in die erste Volumenstrombilanz AQ-i ein. Der zur Verfügung stehende Volumenstrom Q _V KM der Hauptölpumpe 2 geht negativ in die erste Volumenstrombilanz AQ-i ein.

Wenn die erste Volumenstrombilanz AQ-i einen Wert kleiner gleich null aufweist, ist das zur Verfügung stehende Angebot der Hauptölpumpe 2 ausreichend. Die elektrische

Zusatzölpumpe 3 wird nicht angesteuert. Die Solldrehzahl n _E M _, s _o ii des Elektromotors 4 wird auf null gesetzt (vgl. Fig.2).

Wenn die erste Volumenstrombilanz AQ-i einen Wert größer als Null aufweist, kann der Volumenstromgesamtbedarf QB.GES nicht allein durch die Hauptölpumpe 2 gedeckt werden. In diesem Fall wird in einem weiteren Verfahrensschritt 22 eine zweite Volumenstrombilanz AQ ₂ gebildet, wobei der Volumenstrombedarf Q _H D des Hochdruckzweiges 10 dem zur Verfügung stehenden Volumenstrom Q _V KM der Hauptölpumpe 2 gegenübergestellt wird. Der Volumenstrombedarf Q _H D geht dabei positiv und der zur Verfügung stehende Volumenstrom QVKM geht dabei negativ in die zweite Volumenstrombilanz AQ ₂ ein. Aus dieser zweiten Volumenstrombilanz AQ ₂ lässt sich ablesen, ob das Angebot der Hauptölpumpe 2, nämlich der zur Verfügung stehende Volumenstrom Q _V KM der Hauptölpumpe 2 ausreichend ist, um den Volumenstrombedarf Q _H D des Hochdruckzweiges 10 zu decken.

In Abhängigkeit des Vergleichs, ob die Volumenstrombilanz AQ ₂ größer gleich oder kleiner als null ist, wird der Ventilstatus HD und ND gesetzt. Dieser Verfahrensschritt 23 ist in Fig. 4 dargestellt. Wenn die zweite Volumenstrombilanz AQ ₂ größer gleich null ist, ist der

Volumenstrom Q _V KM der Hauptölpumpe 2 nicht ausreichend, um die Verbraucher mit der höchsten Priorität mit dem Volumenstrombedarf Q _H D des Hochdruckzweiges 10 zu versorgen. Das hydraulische Schaltventil 18 wird geöffnet, so dass die Zusatzölpumpe 3 zusätzlich den Hochdruckzweig 10 mit Volumenstrom versorgt. Der Niederdruckzweig 1 1 wird hierbei nun nicht mehr direkt mit dem Volumenstrom der Zusatzolpumpe 3 versorgt. In dem Fall, in dem AQ ₂ größer als Null ist, wird durch eine entsprechende Systemauslegung mit hinreichenden Leckagen gleichzeitig die Versorgung des Niederdruckzweiges 1 1 mit dem Volumenstrombedarf Q _N D sichergestellt. Als Ventilstatus wird HD = 1 , ND = 0 ausgegeben.

Mittels der Zusatzolpumpe 3 wird in den Hochdruckzweig 1 0 gefördert, wenn der zur Verfügung stehende Volumenstrom Q _V KM der Hauptölpumpe 2 weder den

Volumenstromgesamtbedarf Qß.Ges noch den Volumenstrombedarf Q _H D des

Hochdruckzweiges 1 0 allein decken kann.

In dem Fall, in dem die zweite Volumenstrombilanz AQ ₂ kleiner als null ist, ist das Angebot der Hauptölpumpe 2, nämlich der zur Verfügung stehende Volumenstrom Q _V KM der

Hauptölpumpe 2 ausreichend um die Verbraucher des Hochdruckzweiges 10 mit dem entsprechenden Volumenstrom zu versorgen. Das hydraulische Schaltventil 18 ist geschlossen. Damit wird in einem weiteren Schritt zum einen das überschüssige Angebot bzw. die Volumenstrombilanz AQ ₂ auf den Niederdruckzweig 1 1 verteilt. Zum anderen wird der restliche Bedarf mit Hilfe der Zusatzolpumpe 3 in den geforderten Bereich, nämlich bishin zu dem Volumenstrombedarf Q _N D oder darüber hinaus gesteuert. Als Ventilstatus wird HD = 0, ND = 1 ausgegeben.

Die Zusatzolpumpe 3 speist den Niederdruckzweig 1 1 genau dann, wenn der

Volumenstromgesamtbedarf Qß.Ges nicht allein durch die Hauptölpumpe 2 gedeckt werden kann, aber der Volumenstrombedarf Q _H D des Hochdruckzweiges 1 0 von dem zur Verfügung stehenden Volumenstrom Q _V KM der Hauptölpumpe 2 gedeckt werden kann.

Im Folgenden darf auf die Regelung der Zusatzolpumpe 3 anhand der Fig. 2, 3 und 5 eingegangen werden.

In einem Verfahrensschritt 24 wird eine Volumenstromregelabweichung QAbweichung aus dem Ventilstatus, der Solldrehzahl n _E M _, s _o ii des Elektromotors 4 und einer Istdrehzahl n _E M _, i _st des Elektromotors 4 gebildet (vgl. Fig. 2 und Fig. 4).

Die eingangs genannten Nachteile sind nun dadurch vermieden, dass die Solldrehzahl nEM.soii des Elektromotors 4 anhand der dritten Volumenstrombilanz AQ ₃ , des Ventilstatus des Schaltventils 18, eines Niederdruckpumpenkennfeldes 26 oder eines

Hochdruckpumpenkennfeldes 27 bestimmt wird, wobei in Abhängigkeit von dem Ventilstatus entweder das Niederdruckpumpenkennfeld 26 oder das Hochdruckpumpenkennfeld 27 zur Bestimmung der Solldrehzahl n _E M,soii verwendet wird. Das Hochdruckpumpenkennfeld 27 basiert auf Messungen und beschreibt möglichst genau den Zusammenhang zwischen der Drehzahl des Elektromotors n _E M und dem dabei durch die Zusatzölpumpe 3 in den

Hochdruckzweig 10 geförderten Volumenstrom. Das Niederdruckpumpenkennfeld 26 basiert ebenfalls auf Messungen und beschreibt möglichst genau den Zusammenhang zwischen der Drehzahl n _E M des Elektromotors 4 und dem dabei durch die Zusatzölpumpe 3 in den Niederdruckzweig 1 1 geförderten Volumenstrom.

Es wird hierzu (vgl. Fig. 5) in einem Verfahrensschritt 25 die Differenz aus der Solldrehzahl riEM.s _o ii und der Istdrehzahl n _E M,ist gebildet. Es wird nun anhand des

Niederdruckpumpenkennfeldes 26 oder des Hochdruckpumpenkennfeldes 27 eine

Volumenstromregelabweichung QAbweichung bestimmt. Das Niederdruckpumpenkennfeld 26 wird verwendet, wenn das Schaltventil 18 geschlossen ist und die Zusatzölpumpe 3 in den Niederdruckzweig 1 1 fördert, d.h. Ventilstatus HD=0, ND=1 . Das Hochdruckpumpenkennfeld 27 wird verwendet, wenn das Schaltventil 18 geöffnet ist und die Zusatzölpumpe 3 in den Hochdruckkreis 10 fördert, d.h. Ventilstatus HD=1 , ND=0.

In einem Verfahrensschritt 28 (vgl. Fig. 2) wird nun eine dritte Volumenstrombilanz AQ ₃ aus der ersten Volumenstrombilanz AQ-i und der Volumenstromregelabweichung QAbweichung gebildet. Diese dritte Volumenstrombilanz AQ ₃ wird in einem Verfahrensschritt 29 (vgl. Fig. 2 und Fig. 3) genutzt, um die Solldrehzahl n _E M,soii der Zusatzölpumpe 3 mit Hilfe des

Niederdruckpumpenkennfeldes 26 oder des Hochdruckpumpenkennfeldes 27 in

Abhängigkeit von dem Ventilstatus zu bestimmen. Je nach Ventilstatus wird dabei entweder das Niederdruckpumpenkennfeld 26 oder das Hochdruckpumpenkennfeld 27 verwendet. Das Niederdruckpumpenkennfeld 26 wird verwendet, wenn das Schaltventil 18 geschlossen ist und die Zusatzölpumpe 3 in den Niederdruckzweig 1 1 fördert. Das

Hochdruckpumpenkennfeld 27 wird verwendet, wenn das Schaltventil 18 geöffnet ist und die Zusatzölpumpe 3 in den Hochdruckkreis 10 fördert.

Die Fördermenge Q _EM der Zusatzölpumpe 3 hängt ebenfalls von der Temperatur T _Su mpf des Öls im Getriebeölsumpf 6 ab, wobei der Zusammenhang zwischen der Solldrehzahl n _EM, soii und der Fördermenge Q _EM beispielsweise durch ein weiteres Kennfeld beschrieben werden kann.

Im Folgenden darf auf den optionalen Verstellpumpenmechanismus anhand von Fig. 6 näher eingegangen werden. Das Verfahren berücksichtigt einen Verstellpumpenmechanismus zur Erzeugung der Flussmenge QVKM, und eines Verstellfaktors fversteii- Hierzu wird zunächst der Verstellfaktor fversteii berechnet. Dieser ergibt sich aus der Division des

Volumenstromgesamtbedarf Qß.Ges (= QHD + QND) geteilt durch den maximal möglichen Fördervolumenstrom QVKM, ιοο%(η_νκΜ) der Verstellpumpe. Der maximal mögliche

Fördervolumenstrom QVKM, ιοο%(η_νκΜ) ist abhängig von der aktuellen Drehzahl n _V KM der Verbrennungskraftmaschine VKM. Nur wenn der Verstellfaktor fversteii einen Wert kleiner als eins annimmt, wird der variable Fördervolumenstrom QvKM.versteii aus der Multiplikation des Verstellfaktors fversteii mit dem maximal möglichen Fördervolumenstrom QVKM, ιοο% (η_νκΜ) berechnet. Der Fördervolumenstrom QvKM.versteii bildet hierbei den zur Verfügung stehenden Volumenstrom Q _V KM der Hauptölpumpe 2.

Andernfalls wird die Verstellpumpe maximal geöffnet und kann in der weiteren Betrachtung analog einer Konstantpumpe betrachtet werden. Der maximal mögliche Fördervolumenstrom QVKM, 100% <η_νκΜ) wird als zur Verfügung stehender Volumenstrom Q _V KM verwendet. Zusätzlich gibt das Modell den Verstellfaktor fversteii aus. Aus diesem kann über ein separates Kennfeld der Verstellpumpe (nicht dargestellt) die Pumpenverstellung errechnet werden. Geschieht die Verstellung der Verstellpumpe hydraulisch, geht die berechnete Verstellanforderung wieder in den Volumenstrombedarf Q _H D als zusätzliche Anforderung mit ein.

Bezugszeichenliste

1 Hydrauliksystem

Hauptölpumpe

Zusatzölpumpe

Elektromotor

Saugfilter

6 Getriebeölsumpf

7 Mechatronikeinheit

8 Aktuator

9 Kupplung

10 Hochdruckzweig

1 1 Niederdruckzweig

12 Kühlung

13 Radsatzschmierung

14 Rücklauf

15 Rückschlagventil

16 Zuleitung

17 Rückschlagventil

18 Schaltventil

19 Steuerleitung

20 Verfahrensschritt: Addition Q _H D und Q _N D

21 Verfahrensschritt: Bilden der Differenz von Q _B ,Ges und QVKM

22 Verfahrensschritt: Bilden der Differenz von Q _H D und QVKM

23 Verfahrensschritt: Bestimmen des Ventilstatus

24 Verfahrensschritt: Bestimmen der Volumenstromregelabweichung QAbweichung

25 Verfahrensschritt: Bilden der Differenz von n _E M,soii und n _E M,ist

26 Niederdruckpumpenkennfeld

27 Hochdruckpumpenkennfeld

28 Verfahrensschritt: Bestimmen der Volumenstrombilanz AQ ₃

29 Verfahrensschritt: Bestimmen n _E M,soii

VKM Verbrennungskraftmaschine

riEM st Istdrehzahl des Elektromotors

DEM, soll Solldrehzahl des Elektromotors QHD Volumenstrombedarf des Hochdruckkreises

Q _ND Volumenstrombedarf des Niederdruckzweiges

QVKM zur Verfügung stehender Volumenstrom der Hauptolpumpe

Q _B ,Ges Volumenstromgesamtbedarf

AQ-i erste Volumenstrombilanz

AQ ₂ zweite Volumenstrombilanz

AQ ₃ dritte Volumenstrombilanz

QAbweichung Volumenstromregelabweichung

n _V KM aktuelle Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine

QVKM, 100% <η_νκΜ) maximal mögliche Fördervolumenstrom der Verstellpumpe

QvKM.versteii Fördervolumenstrom der Verstellpumpe

fversteii Verstellfaktor