DE19902408C2

DE19902408C2 - Automatgetriebe für Fahrzeuge mit einem hydrodynamischen Wandler

Info

Publication number: DE19902408C2
Application number: DE1999102408
Authority: DE
Inventors: Armin Gierling
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2019-01-23
Also published as: DE19902408A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Automatgetriebe für Fahr zeuge mit einem hydrodynamischen Wandler nach dem Oberbeg riff von Anspruch 1.

Automatisch gesteuerte Getriebe werden in Kraftfahr zeugen immer häufiger eingesetzt. Hierbei kann es sich um Getriebe mit einer stufenlos veränderbaren Übersetzungsstu fe oder um Stufengetriebe handeln, die unter Last oder mit Zugkraftunterbrechung schaltbar sind. Um den Komfort sol cher Getriebe beim Anfahren und Ändern der Übersetzung in niedrigen Übersetzungsstufen komfortabler zu gestalten, wird in der Regel ein hydrodynamischer Wandler vorgesehen. Wegen des ungünstigen Wirkungsgrads des Wandlers ist diesem häufig eine Überbrückungskupplung zugeordnet, die in Be triebsbereichen zugeschaltet wird, wenn der Wandler nicht mehr benötigt wird. Im zugeschalteten Zustand überträgt die Überbrückungskupplung die Leistung von einer Antriebswelle des Wandlers auf eine Abtriebswelle.

Durch Verluste im Getriebe erhitzt sich das Getriebe öl, so daß in der Regel ein Ölkühler vorgesehen wird, um die Wärme abzuführen. Ein solcher Ölkühler wird bei vielen Anwendungen in einer Schmierölleitung hinter einem Schmier ventil angeordnet, das den Druck im Schmier- und Kühlsystem bestimmt. Derartige Systeme sind beispielsweise aus der DE 33 23 158 A1, US 3,053,051 und DE-OS 18 12 840 bekannt.

Bei einer derartigen Anordnung des Ölkühlers wird das gesamte Schmieröl des Getriebes durch den Ölkühler geleitet, wobei der Druck im Ölkühler durch den Druck im Schmiersystem bestimmt ist. Ferner benötigen einige Getrie betypen, z. B. Getriebe mit einer kontinuierlich veränder baren Übersetzungsstufe, zwar einen hohen Systemdruck, aber eine geringe Schmierölmenge und einen geringen Schmier druck. Unter solchen Bedingungen ist die Kühlerwirkung des Ölkühlers in der Anordnung im Schmierölkreis unzureichend. Dies kann durch vergrößerte Ölkühler ausgeglichen werden, die jedoch einerseits einen erhöhten Bauaufwand und ande rerseits einen größeren Bauraum erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung des Öls zu verbessern und im übrigen Wirkungsgradverluste zu vermeiden. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merk male des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen erge ben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung ist der Ölkühler in einer Ölleitung zwischen dem Hauptdruckventil und der Abzweigung der Schmierölleitung angeordnet und hat einen Bypass, dessen Durchfluß gesteuert oder geregelt ist. Durch die gewählte Anordnung des Ölkühlers kann sein Kühlölstrom über die Aus legung des Hauptdruckventils und das den Wandlerölkreis und Schmierölkreis überdruckabsichernde Wandlersicherheitsven til unabhängig von der Schmierölmenge erhöht werden. Hier bei ist es erforderlich, das minimale Hauptdruckniveau ent sprechend dem gewünschten Ölkühlerdurchfluß bei Betriebs punkten mit einem niedrigen Systemdruck anzuheben. Um den nachteiligen Einfluß auf den Getriebewirkungsgrad zu redu zieren, ist der Bypass vorgesehen, dessen Durchfluß gere gelt oder gesteuert ist, und zwar zweckmäßigerweise in Ab hängigkeit von geeigneten Getriebeparametern, Motorparame tern und/oder Fahrzeugparametern, insbesondere in Abhängigkeit von einer Getriebeöltemperatur, einer Sekundärdrehzahl einer kontinuierlich veränderbaren Übersetzungsstufe, einer Getriebeausgangsdrehzahl oder einer entsprechenden Fahrge schwindigkeit.

Wird der Bypass bei niedrigen Öltemperaturen geöffnet, ermöglicht er eine gezielte Umströmung des Ölkühlers. Da durch werden die Druckverluste im Ölkühler verringert und es ist nur ein geringerer Druck im Ölkühlerzulauf erforder lich. Dies wirkt sich insbesondere bei den Verbräuchen im Betrieb mit geringer Antriebsleistung und niedrigem Dreh zahlniveau, beispielsweise bei den Fahrzyklen ECE 80/1268/EWG und dem NEFZ 93/116/EWG, positiv aus. Bei hohen Öltemperaturen ist der Bypass geschlossen, so daß eine maximale Kühlölmenge durch den Ölkühler strömt. Dies ist insbesondere bei hohen Fahrgeschwindigkeiten und im Getriebe-Notlauf der Fall, also in Betriebsbereichen, die für den Kraftstoffverbrauch nicht sehr wichtig sind. Als passives Element wird der Bypass zweckmäßigerweise so aus gelegt, daß ein Mindestöldurchsatz durch den Ölkühler immer gewährleistet ist. Eine aktive Ansteuerung der Regelorgane des Bypasses bietet eine optimale Notlauffähigkeit in Ver bindung mit der Möglichkeit, den Bypass im Normalbetrieb komplett zu schließen.

Bedingt durch den Wirkungsgrad erfordert eine kontinu ierliche veränderbare Übersetzungsstufe bei hohen Fahr zeuggeschwindigkeiten eine große Kühlleistung. Diesem Um stand trägt die Steuerung oder Regelung des Bypasses in Abhängigkeit von der Sekundärdrehzahl des Variators, Ge triebeabtriebsdrehzahl oder Fahrzeuggeschwindigkeit Rech nung. Bei niedriger Drehzahl oder Geschwindigkeit wird der Bypass geöffnet. Durch die Umströmung des Ölkühlers werden die Druckverluste im Ölkühler reduziert, so daß der erfor derliche Druck im Zulauf des Kühlersystems verringert wer den kann. Dies wirkt sich ebenfalls insbesondere bei den Verbräuchen im Betrieb mit geringer Antriebsleistung und niedrigem Drehzahlniveau positiv aus. Bei hoher Drehzahl und Geschwindigkeit ist der Bypass geschlossen, wodurch der Ölkühler maximal durchströmt wird.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeich nungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusam menfassen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine reduzierte schematische Darstellung ei nes erfindungsgemäßen Automatgetriebes mit einer Ölkühleranordnung, soweit sie zum Ver ständnis der Erfindung erforderlich ist mit einer temperaturabhängigen Drosselstelle in einem Bypass;

Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1 mit einem Ventil im Bypass und

Fig. 3 eine Variante zu Fig. 2 mit einem elektro magnetisch betätigten Ventil und einer e lektronischen Steuereinheit.

Ein hydrodynamischer Wandler 1 besitzt ein Pumpen rad 2, das über ein Pumpengehäuse 9 mit einer Antriebswelle 7 verbunden ist. Das Pumpenrad 2 fördert im Kreislauf Öl über ein Leitrad 4 durch ein Turbinenrad 3. Dieses treibt eine Abtriebswelle 8 an. Das Leitrad 4 stützt sich über einen Freilauf 5 als Drehmomentenstütze im Gehäuse 6 ab. Eine mögliche Wandlerüberbrückungskupplung und die entspre chende hydraulische Wandlerkupplungssteuerung ist der Ein fachheit halber nicht dargestellt.

Eine regelbare Druckölpumpe 14 versorgt den Wandler 1 und das nicht näher dargestellte Getriebe mit Drucköl sowie mit Schmier- und Kühlöl. Sie wird von einem Motor 15 ange trieben und saugt Öl aus einem Ölsumpf 12 über einen Ölfil ter 13 an. Während sie über ein Hauptdruckventil 16, eine Ölleitung 24 und eine Zulaufleitung 10 Öl zum Wandler 1 fördert, wird vor dem Hauptdruckventil 16 Öl über einen Anschluß 18 zu weiteren Verbrauchern abgezweigt. Das Haupt druckventil 16 ist über ein Druckregelventil 17 an steuerbar. Ein Wandlersicherheitsventil 19 schützt den Wandler 1 gegen einen unzulässig hohen Überdruck, indem er den Druck vor dem Wandler 1 begrenzt. Von der Zulauflei tung 10 zweigt an einer Abzweigung 25 eine Schmieröllei tung 23 zur Schmier- und Kühlölversorgung ab. Ein Schmier ventil 20 steuert den Druck stromabwärts in der Schmieröl leitung 23. Hinter dem Schmierventil 20 mündet eine Rück laufleitung 11 des Wandlers 1, in der ein Rückschlagven til 21 angeordnet ist, in die Schmierölleitung 23, deren Durchfluß von einer Blende 34 begrenzt ist.

In der Ölleitung 24 ist ein Ölkühler 22 mit einem By pass 26 angeordnet. Der Ölkühler 22 liegt zwischen dem Hauptdruckventil 16 und der Abzweigung 25 zur Schmieröllei tung 23. Durch die Auslegung des Hauptdruckventils 16 und des Wandlersicherheitsventils 19 kann der Durchsatz durch den Ölkühler 22 unabhängig von der Schmierölmenge erhöht werden.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist im Bypass 26 eine veränderbare Drosselstelle 27 vorgesehen, deren Querschnitt in Abhängigkeit von der Getriebeöltemperatur, der Sekundär drehzahl einer nicht dargestellten kontinuierlich veränder baren Übersetzungsstufe, einer Getriebeausgangsdrehzahl oder einer Fahrgeschwindigkeit gesteuert oder geregelt wird. Bei niedrigen Temperaturen und/oder einer niedrigen Drehzahl bzw. Geschwindigkeit ist die Drosselstelle 27 weitgehend geöffnet, so daß ein Teil des Ölstroms am Ölküh ler 22 über den Bypass 26 vorbeiströmen kann. Da sich hier durch die Druckverluste im Ölkühler 22 verringern, ist auch der erforderliche Zulaufdruck in der Leitung 24 vor dem Ölkühler 22 geringer. Dies wirkt sich besonders günstig auf den Kraftstoffverbrauch bei einem zyklischen Betrieb aus. Bei hohen Drehzahlen und Geschwindigkeiten sowie bei einer hohen Öltemperatur ist die Drosselstelle 27 weitgehend ge schlossen, so daß ein maximaler Ölstrom durch den Kühler 22 fließt und eine ausreichende Kühlung gewährleistet ist.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 wird der Bypass 26 durch ein Ventil 28 gesteuert, das durch einen Thermosta ten 30 und/oder über einen Anschluß 31 von einem drehzahl abhängigen Staudruck eines Pitotrohrs betätigt wird. Über eine Blende 35, die auch stromabwärts hinter dem Ventil 28 angeordnet sein kann, können die Volumenströme im Bypass 26 und im Kühler 22 aufeinander abgestimmt werden. Das Ventil 28 kann auch als Proportionalventil ausgeführt werden.

Falls eine elektronische Steuereinheit 32 vorhanden ist (Fig. 3), ist es zweckmäßig, im Bypass 26 ein magnetisch betätigtes Ventil 29 vorzusehen, das in Abhängigkeit von geeigneten Getriebeparametern, Motorparametern und/oder Fahrzeugparamtern angesteuert wird. Insbesondere eignen sich als Parameter die Öltemperatur, eine Sekundärdrehzahl einer kontinuierlich veränderbaren Übersetzungsstufe, eine Getriebeausgangsdrehzahl oder eine entsprechende Fahrge schwindigkeit. Die genannten Parametern wirken über Eingän ge 33 auf die elektronische Steuereinheit 32, die unter Verwendung entsprechender Kennfelder, Kenngrößen, Fuzzyre geln oder dergleichen Ausgangssignale für das Magnetven til 29 erzeugt.

Bezugszeichen

1

Wandler

2

Pumpenrad

3

Turbinenrad

4

Leitrad

5

Freilauf

6

Gehäuse

7

Antriebswelle

8

Abtriebswelle

9

Pumpengehäuse

10

Zulaufleitung

11

Rücklaufleitung

12

Ölsumpf

13

Ölfilter

14

Druckölpumpe

15

Pumpenmotor

16

Hauptdruckventil

17

Druckregelventil

18

Anschluß

19

Wandlersicherheitsventil

20

Schmierventil

21

Rückschlagventil

22

Ölkühler

23

Schmierölleitung

24

Ölleitung

25

Abzweigung

26

Bypass

27

Drosselstelle

28

Ventil

29

Ventil

30

Thermostat

31

Pitotrohranschluß

32

Steuereinheit

33

Eingang

34

Blende

35

Blende

Claims

1. Automatgetriebe für Fahrzeuge mit einem hydrodyna mischen Wandler (1), der von einer Druckölpumpe (14) über ein Hauptdruckventil (16) mit Öl versorgt wird, wobei ein Wandlersicherheitsventil (19) den Öldruck vor dem Wand ler (1) begrenzt und von der Ölzulaufleitung (10) des Wand lers (1) eine Schmierölleitung (23) abzweigt, die ein Schmierventil (20) enthält, und ferner ein Ölkühler (22) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölkühler (22) in einer Ölleitung (24) zwischen dem Hauptdruckventil (16) und der Abzweigung (25) der Schmier ölleitung (23) angeordnet ist und einen Bypass (26) hat, dessen Durchfluß gesteuert oder geregelt ist.

2. Automatgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß in dem Bypass (26) eine veränderbare Drosselstelle (27) vorgesehen ist.

3. Automatgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß in dem Bypass (26) ein Ven til (28, 29) vorgesehen ist.

4. Automatgetriebe nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (26) in Abhängigkeit von einer Öltemperatur, einer Sekundärdrehzahl einer kontinuierlich veränderbaren Über setzungsstufe, einer Getriebeausgangsdrehzahl oder einer Fahrgeschwindigkeit gesteuert oder geregelt wird.

5. Automatgetriebe nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Pitotrohr einen drehzahlabhängigen Staudruck erzeugt, der das Ventil (28) be aufschlagt.

6. Automatgetriebe nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß das Ventil (29) ein Magnet ventil ist und von einer elektronischen Steuereinheit (32) angesteuert wird.

7. Automatgetriebe nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (26) so dimensioniert ist, daß stets ein ausreichen der, minimaler Ölstrom durch den Ölkühler (22) fließt.