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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hydraulikpumpe eines Getriebes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Automatikgetriebe sind zur Betätigung von Schaltelementen mit Hydraulikpumpen ausgestattet. Ferner dienen die Hydraulikpumpen der Bereitstellung von Kühlöl und Schmieröl für die Bauelemente des Automatikgetriebes. Bislang kommen in Automatikgetrieben in erster Linie sogenannte Konstantförderpumpen zum Einsatz, die unabhängig vom tatsächlich benötigten Hydraulikdruck und/oder unabhängig vom tatsächlich benötigten Hydraulikvolumenstrom ein immer konstantes, unveränderliches Fördervolumen bereitstellen. Im Zuge der Effizienzsteigerung sowie Verbrauchsreduktion von Automatikgetrieben ist es bereits bekannt, Hydraulikpumpen eines Automatikgetriebes als in ihrem Fördervolumen automatisch veränderbare bzw. in ihrem Fördervolumen regelbare Verstellpumpen auszuführen. Dabei kommen typischerweise als Flügelzellenpumpen ausgebildete Verstellpumpen zum Einsatz, die hinsichtlich ihres geometrischen Hubvolumens regelbar und damit automatisch veränderbar sind. Die Regelung solcher Verstellpumpen erfolgt bedarfsorientiert, also abhängig von einem betriebsbedingten Hydraulikdruckbedarf und/oder abhängig von einem betriebsbedingten Hydraulikvolumenstrombedarf des Automatikgetriebes.
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An eine solche bedarfsabhängige Regelung des Fördervolumens von Verstellpumpen werden hohe Anforderungen gestellt, um in allen Betriebssituationen eine ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit des Getriebes zu gewährleisten, und zwar stabil, mit hohem Komfort und unter Gewährleistung eines geringen Verbrauchs. Um dies zu gewährleisten, ist die bedarfsorientierte Regelung des Fördervolumens von Verstellpumpen empfindlich gegenüber Veränderungen der zu regelnden Größen, und daher auch empfindlich gegenüber Störgrößen, die den Hydraulikdruck und/oder den Hydraulikvolumenstrom beeinflussen. Diese Empfindlichkeit der Verstellpumpen gegenüber Störgrößen macht es bislang schwierig, Verstellpumpen in allen Betriebssituationen mit einer ausreichend guten Regelqualität zu betreiben. Daher finden immer noch bevorzugt in Automatikgetrieben Konstantförderpumpen Verwendung.
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Aus der
US 4,693,081 ist es bekannt, in einem Getriebe eine als in ihrem Fördervolumen automatisch veränderbare bzw. regelbare Verstellpumpe ausgebildete Hydraulikpumpe einzusetzen.
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Die
DE 199 15 738 A1 offenbart eine hinsichtlich ihres Fördervolumens regelbare Flügelzellenpumpe.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zum Betreiben einer Hydraulikpumpe eines Getriebes, nämlich einer im Fördervolumen automatisch veränderbaren Verstellpumpe eines Automatikgetriebes, und eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Hydraulikpumpe eines Getriebes gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird in definierten Betriebssituationen die Verstellpumpe ungeregelt als Konstantförderpumpe betrieben.
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Mit der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, in definierten Betriebssituationen des Automatikgetriebes bzw. Fahrzeugs eine im Automatikgetriebe verbaute Verstellpumpe ungeregelt als Konstantförderpumpe zu betreiben. Daher ist es möglich, in kritischen Betriebssituationen ohne regelungsseitige Störeinflüsse einen ausreichenden Fördervolumenstrom über die Verstellpumpe bereitzustellen, um die Funktionsfähigkeit des Automatikgetriebes in diesen kritischen Betriebssituationen zu gewährleisten. In solchen Betriebssituationen, die nicht den kritischen Betriebssituationen entsprechen, wird die Verstellpumpe geregelt als Verstellpumpe und nicht als Konstantförderpumpe betrieben.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung wird dann, wenn ein Kaltstart des Fahrzeugs bei Umgebungstemperaturen durchgeführt wird, die unterhalb eine definierten Grenzwerts liegen, und/oder dann, wenn das Fahrzeugs für länger als eine definierte Zeitdauer bei hohen Fahrgeschwindigkeiten betrieben wird, und/oder dann, wenn im Automatikgetriebe dynamische Sportschaltungen ausgeführt werden, die Verstellpumpe ungeregelt als Konstantförderpumpe betrieben wird.
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Diese Betriebsbedingungen sind hinsichtlich der Regelqualität eines variablen Fördervolumens einer Verstellpumpe besonders kritisch. Daher wird in diesen Betriebssituationen die Verstellpumpe ungeregelt als Konstantförderpumpe betrieben. Bei einem Kaltstart sowie bei langen Fahrten mit hoher Fahrgeschwindigkeit neigt das Hydrauliköl zur Verschäumung. Verschäumtes Hydrauliköl ist jedoch in Folge des Luftanteils der Verschäumung kompressibel, wodurch eine exakte Regelung eines variablen Fördervolumens nicht mit hinreichender Genauigkeit möglich ist. Bei der Ausführung von Sportschaltungen sind die Dynamikanforderungen an das Automatikgetriebe besonders hoch, so dass es auch in dieser Betriebssituation von Vorteil ist, die Verstellpumpe ungeregelt als Konstantförderpumpe zu betreiben.
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Vorzugsweise wird dann, wenn die Verstellpumpe ungeregelt als Konstantförderpumpe betrieben wird, dieselbe mit maximalem Fördervolumen betrieben. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass in den definierten, kritischen Betriebssituationen stets ein Fördervolumen über die Hydraulikpumpe bereitgestellt wird, welches die Funktionsfähigkeit des Getriebes uneingeschränkt gewährleistet.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird bei einer als Flügelzellenpumpe ausgebildeten Verstellpumpe ein variables Fördervolumen dadurch eingestellt, dass ein Verstellring der Flügelzellenpumpe abhängig von einem Systemdruck und einem Regeldruck, die beide auf den Verstellring einwirken, zur Regelung des Hubvolumens der Flügelzellenpumpe verstellt wird, wobei dann, wenn die Flügelzellenpumpe ungeregelt als Konstantförderpumpe betrieben wird, dieselbe mit maximalem Hubvolumen betrieben wird. Die Verwendung einer Flügelzellenpumpe als Verstellpumpe ist besonders bevorzugt, da dieselbe einfach zwischen einem geregelten Betrieb als Verstellpumpe mit variablem Hubvolumen und einen ungeregelten Betrieb als Konstantförderpumpe mit maximalem Hubvolumen überführt werden kann.
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Die erfindungsgemäße Steuerungseinrichtung ist in Anspruch 9 definiert.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 ein exemplarisches Schema eines Fahrzeugs; und
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2 ein Signalflussdiagramm zur Verdeutlichung der Erfindung.
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1 zeigt ein Antriebsschema eines Kraftfahrzeugs, welches ein Antriebsaggregat 1 und ein zwischen das Antriebsaggregat 1 und einen Abtrieb 2 geschaltetes, als Automatikgetriebe 3 ausgeführtes Getriebe umfasst. Zwischen das Antriebsaggregat 1 und das Automatikgetriebe 3 ist ein Anfahrelement 4 geschaltet. Beim Anfahrelement 4 kann es sich um ein getriebeinternes Anfahrelement oder auch um ein getriebeexternes Anfahrelement handeln.
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Das Automatikgetriebe 3 verfügt über eine Hydraulikpumpe 5, die als in ihrem Fördervolumen automatisch veränderbare und damit regelbare Verstellpumpe 5 ausgebildet ist. Die Verstellpumpe 5 dient der Versorgung von nicht gezeigten Schaltelementen des Automatikgetriebes 3 mit Hydrauliköl. Weiterhin versorgt die Hydraulikpumpe 5 Baugruppen des Automatikgetriebes mit Schmieröl und Kühlöl.
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Der Betrieb des Antriebsaggregats wird von einer Motorsteuereinrichtung 6 und der Betrieb des Automatikgetriebes 3 inklusive der Hydraulikpumpe 5 von einer Getriebesteuerungseinrichtung 7 betrieben. Hierzu tauscht die Motorsteuerungseinrichtung 6 mit dem Antriebsaggregat 1 und die Getriebesteuerungseinrichtung 7 mit dem Automatikgetriebe 3 aus. Ferner tauschen die Motorsteuerungseinrichtung 6 und die Getriebesteuerungseinrichtung 7 untereinander Daten aus.
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Im Sinne der Erfindung wird nun vorgeschlagen, in definierten Betriebssituationen des Kraftfahrzeugs bzw. des Automatikgetriebes 3 die Verstellpumpe 5 nicht in einem geregelten Betrieb mit automatisch veränderbarem Fördervolumen zu betreiben, sondern vielmehr ungeregelt als Konstantförderpumpe mit einem konstanten Fördervolumen.
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Nach einer ersten vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass dann, wenn ein Kaltstart des Fahrzeugs bei Umgebungstemperaturen durchgeführt wird, die unterhalb eines definierten Grenzwerts liegen, die Verstellpumpe ungeregelt als Konstantförderpumpe zu betreiben.
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So ist es zum Beispiel möglich, dass dann, wenn ein Kraftfahrzeug bei Umgebungstemperaturen, die unterhalb von –20°C liegen, gestartet wird, die Verstellpumpe 5 des Automatikgetriebes 3 nicht als Verstellpumpe sondern ungeregelt als Konstantförderpumpe mit konstantem Fördervolumen zu betreiben.
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Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass dann, wenn das Fahrzeug für länger als eine definierte Zeitdauer bei Fahrgeschwindigkeiten betrieben wird, die größer als ein Grenzwert sind, die Verstellpumpe 5 ungeregelt als Konstantförderpumpe mit konstantem Fördervolumen zu betreiben.
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So ist es zum Beispiel möglich, bei langen, schnellen Autobahnfahrten oberhalb von 200 km/h die Hydraulikpumpe 5 ungeregelt als Konstantförderpumpe zu betreiben.
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Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass dann, wenn im Automatikgetriebe 3 dynamische Sportschaltungen ausgeführt werden, die Verstellpumpe 5 des Getriebes 3 ungeregelt als Konstantförderpumpe zu betreiben.
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In den obigen Betriebsbedingungen ist das Betreiben der Verstellpumpe 5 in einem ersten, ungeregelten Betriebsmodus als Konstantförderpumpe bevorzugt, da in diesen Betriebssituationen eine ausreichende Regelqualität eines veränderbaren Fördervolumens nicht gewährleistet werden kann.
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In anderen Betriebsbedingungen wird hingegen die Verstellpumpe 5 in einem zweiten, geregelten Betriebsmodus als in ihrem Fördervolumen veränderbare Verstellpumpe 5 betrieben.
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Dann, wenn die Verstellpumpe 5 in den obigen, kritischen Betriebssituationen ungeregelt als Konstantförderpumpe betrieben wird, wird dieselbe mit einem maximalen Fördervolumen betrieben.
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2 verdeutlicht die Erfindung an einem Signalflussdiagramm. In einem Block 8 liegt die Anforderung eines Volumenstroms für die Verstellpumpe 5 des Automatikgetriebes 3 vor.
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In einem Block 9 wird überprüft, ob eine definierte, kritische Betriebssituation vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so wird von Block 9 auf Block 10 verzweigt und die Verstellpumpe 5 als in ihrem Fördervolumen regelbare Verstellpumpe betrieben. Wird hingegen in Block 9 festgestellt, dass eine kritische Betriebssituation vorliegt, so wird von Block 9 auf Block 11 verzweigt, wobei dann die Verstellpumpe 5 ungeregelt als Konstantförderpumpe mit konstantem Fördervolumen, insbesondere maximalem Fördervolumen, betrieben wird.
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Bei der hinsichtlich ihres Fördervolumens veränderbaren bzw. regelbaren Verstellpumpe 5 handelt es sich vorzugsweise um eine Flügelzellenpumpe mit einem variablen Fördervolumen bzw. variablen Hubvolumen. Solche hinsichtlich ihres Fördervolumens regelbare Flügelzellenpumpen sind dem hier angesprochenen Fachmann geläufig und bedürfen an sich keiner näheren Erläuterung. An dieser Stelle sei lediglich darauf hingewiesen, dass eine Flügelzellenpumpe über einen Verstellring verfügt, der abhängig von einem auf den Verstellring wirkenden Systemdruck und einem auf den Verstellring wirkenden Regeldruck verstellbar ist, um so das Hubvolumen und damit das Fördervolumen der Flügelzellenpumpe einzustellen.
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Dann, wenn im Sinne der Erfindung eine solche als Flügelzellenpumpe ausgebildete Verstellpumpe 5 ungeregelt als Konstantförderpumpe betrieben wird, wird der Verstellring derart automatisch verlagert, dass die Flügelzellenpumpe mit maximalem Hubvolumen betrieben wird.
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Dann, wenn es sich bei der als Flügelzellenpumpe ausgebildeten Verstellpumpe 5 um eine sogenannte ablaufgeregelte Flügelzellenpumpe handelt, wird zur Einstellung des maximalen Hubvolumens eine mit dem Regeldruck beaufschlagte Druckkammer, welche auf den Verstellring der Flügelzellenpumpe einwirkt, maximal befüllt. Dann hingegen, wenn es sich bei der als Flügelzellenpumpe ausgebildeten Verstellpumpe 5 um eine zulaufgeregelte Flügelzellenpumpe handelt, wird zur Einstellung des maximalen Hubvolumens eine mit dem Regeldruck beaufschlagte Druckkammer, die auf den Verstellring der Flügelzellenpumpe einwirkt, entlüftet. Hierdurch kann eine Flügelzellenpumpe einfach und zuverlässig mit maximalem Hubvolumen als Konstantförderpumpe betrieben werden.
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Die hier vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Steuerungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei es sich bei der Steuerungseinrichtung insbesondere um die Getriebesteuerungseinrichtung 7 handelt.
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Die Getriebesteuerungseinrichtung 7 umfasst Mittel zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens. Hierbei handelt es sich zumindest um Datenschnittstellen, um mit beteiligten Baugruppen Daten bzw. Signale auszutauschen, um einen Speicher, um Daten zu speichern, und um einen Prozessor, um Daten auszuwerten bzw. verarbeiten und abhängig hiervon Stellsignale zu generieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsaggregat
- 2
- Abtrieb
- 3
- Getriebe / Automatikgetriebe
- 4
- Anfahrelement
- 5
- Hydraulikpumpe / Verstellpumpe
- 6
- Motorsteuerungseinrichtung
- 7
- Getriebesteuerungseinrichtung
- 8
- Block
- 9
- Block
- 10
- Block
- 11
- Block
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4693081 [0004]
- DE 19915738 A1 [0005]
