WO2017050724A1 - Antriebsstrang mit automatgetriebe oder automatisiertem schaltgetriebe, einer ölversorgung und einem hydrodynamischen retarder - Google Patents

Antriebsstrang mit automatgetriebe oder automatisiertem schaltgetriebe, einer ölversorgung und einem hydrodynamischen retarder Download PDF

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WO2017050724A1
WO2017050724A1 PCT/EP2016/072228 EP2016072228W WO2017050724A1 WO 2017050724 A1 WO2017050724 A1 WO 2017050724A1 EP 2016072228 W EP2016072228 W EP 2016072228W WO 2017050724 A1 WO2017050724 A1 WO 2017050724A1
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valve
line
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PCT/EP2016/072228
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Christoph Wurster
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Voith Patent Gmbh
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    • F16H57/0434—Features relating to lubrication or cooling or heating relating to lubrication supply, e.g. pumps ; Pressure control
    • F16H57/0446—Features relating to lubrication or cooling or heating relating to lubrication supply, e.g. pumps ; Pressure control the supply forming part of the transmission control unit, e.g. for automatic transmissions

Definitions

  • the present invention relates to a drive train with automatic transmission or automatic transmission, an oil supply and a hydrodynamic retarder and a method for controlling a hydrodynamic retarder in a drive train with a corresponding oil supply to the degree of filling and / or the pressure in the working space of the depending on a requested Retarderbremsmomentes to adjust hydrodynamic retarder.
  • Drive trains with an automatic transmission or automated transmission must have an oil supply to selectively apply switching elements with oil pressure and thereby set different gear ratios or gears in the transmission and thus different ratios in the transmission between a transmission input shaft and a transmission output shaft.
  • the lubricating oil supply of z. B. ensure the bearings.
  • a hydrodynamic retarder and a hydrodynamic converter can be provided as a starting element, which work with the oil from the oil supply of the transmission.
  • Such an oil supply with retarder and converter is known for example from DE 199 09 690 A1 or DE10 2009 035 082 A1.
  • the structure of these oil supplies is quite expensive and requires a complex valve control.
  • the control and cooling of the hydrodynamic retarder which has a bladed primary and a bladed secondary, together form a fillable with the working fluid working space to form in the more or less filled with a working fluid state of the working space in the working space a hydrodynamic circulation flow and thereby
  • some disadvantages have been identified.
  • One of the objects of the present invention is to provide a drive train of the type mentioned at the beginning, as well as a method for controlling a corresponding hydrodynamic retarder in an oil supply, in which a high control quality of the hydrodynamic retarder is achieved.
  • the drive train according to the invention with automatic transmission or automatic transmission has an oil supply, comprising an oil sump and a pump device, for providing a supply pressure Po and a hydrodynamic retarder.
  • the retarder comprises a working space with an inlet and an outlet, via which the retarder can be supplied with oil from the oil circuit.
  • the oil supply to a pressure line through which the elements of the transmission are supplied with pressure oil from the pressure oil supply.
  • valves and at least one heat exchanger are provided in the pressure line. In this case, valves in front of and behind the heat exchanger can be switched in such a way that the heat exchanger can be connected to a retarder oil circuit.
  • valves and a filling line are provided for controlling the hydrodynamic retarder, wherein the Retarderolniklauf via the filling line is so connected to the pressure line that a Retarder Hopkins- pressure P R is variably adjustable in Retarderolniklauf.
  • the large volume of oil circulating in the retarder oil circuit during braking and through the heat exchanger does not have to circulate through the retarder control valves. Furthermore, the valves for controlling the retarder are not exposed to the high temperature fluctuations that prevail in the retarder oil circuit, so that the boundary conditions for control remain relatively constant.
  • the pumping device generates an oil flow with a supply pressure P 0, by means of the switching elements of the transmission, for example, switching elements, clutches and / or brakes, for example in lamellar type, can be operated.
  • switching elements of the transmission for example, switching elements, clutches and / or brakes, for example in lamellar type.
  • the pressure line can be seen in the flow direction divided by the valves in sections, wherein the supply pressure P 0 is controllable by means of valves in said sections on at least one first working pressure Pi, and subsequently to a second pressure P 2, wherein P holds 0> Pi > P 2 -
  • valves are switchable and controllable such that in each operating state of the drive train, a lubricating oil flow can be pumped from the oil sump through the pressure line to a lubricating oil supply.
  • a control valve and / or a pressure relief valve may be provided to control in another, a third portion of the pressure pipe, the lubricating oil pressure P 3, where P 3 applies ⁇ P2.
  • the third section of the pressure line via the control valve and a bypass line to the suction side of a pump of the pump device can be connected.
  • the still heated oil is pumped directly back into the pressure line via the bypass line so that the heat input into the oil sump is reduced.
  • a 4/3 control valve can be provided for controlling the Retarder horr horres PR, via which the filling line is connectable to the pressure line, wherein the control valve simultaneously with the valves in front of and behind the heat exchanger via a common control valve, by means of the same switching pressure , is switched. Due to the different switching pressures, the circuit is time-shifted or regulated.
  • a first pressure compensator and a second pressure compensator may be provided for controlling the retarder control pressure PR, wherein the filling line is connected to the pressure line upstream of the first pressure compensator and the second pressure compensator is arranged in the filling line.
  • the second pressure compensator can be optimized structurally to the control and requirements of the retarder used, so that the controllability is improved.
  • the temperature gradient at the pressure compensator are lower and the first pressure compensator can take the alternative, in case of failure of the Second regulate their function and on the Retarder réelle P R such that the first effective pressure Pi is also the Retarder horrtik P R.
  • the first valve and the second valve which are arranged to connect the Retarderölnikankes with the heat exchanger in front of and behind this, are connected via a third control valve by means of a control pressure, wherein the switching pressure of the first valve is lower than that of the second valve.
  • a hydrodynamic converter may be provided as a starting element, which forms a portion of the pressure line, the control of the hydrodynamic converter by means of a valve in the flow direction behind the transducer.
  • the converter and a preferably arranged in the pressure line before second heat exchanger are thereby flowed through in each operating condition, whereby a re-cooling of the oil takes place from the oil sump even with prolonged Retarder ceremonies.
  • the cooling of the oil is thus carried out via two heat exchangers, wherein the heat exchanger in front of the converter can be made substantially smaller.
  • the inlet of the retarder can be connectable to the lubricating oil supply via an oil line and the retarder control valve.
  • oil line can be connected to the lubricating oil supply via an oil line and the retarder control valve.
  • Such a compound can be used to cool the retarder in non-braking operation with small amounts of oil, also called vaccine oil, and to reduce the power loss.
  • the compound has the further advantage that the filling line is always filled with oil, so that the response time of the retarder is significantly shortened.
  • An inventive method for controlling a hydrodynamic retarder in a drive train with a corresponding oil supply has substantially the following advantages.
  • the retarder oil circuit is first closed and then filled with relatively cold oil from the oil sump, whereby the oil can once again dissipate more braking energy.
  • Figure 1 is a schematic representation of a motor vehicle drive train according to the invention
  • Figure 2 shows an embodiment of the oil supply of a transmission, in particular
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the oil supply of a transmission, in particular motor vehicle transmission
  • FIG. 1 schematically shows a corresponding drive train with an internal combustion engine 45, the transmission 50 and the drive wheels 49. Further, as an optional feature, an electric machine 46 is shown to form a hybrid vehicle powertrain. With the electric machine 46, the drive wheels 49 can also be driven.
  • the oil sump 1 in the transmission 50 is indicated, and a first oil pump 3 and a second oil pump 4 with the electric drive motor 4. Further, the switching elements 17 for adjusting various ratios between a transmission input shaft 47 and a transmission output shaft 48 are indicated.
  • retarder and the converter which are also coupled to the transmission or housed in the gear housing.
  • FIGS. 1 and 2 two embodiments are shown how the oil supply of an automatic transmission or automatic transmission can be performed.
  • further different pumping devices for the oil supply with respect to the basic arrangement of the pumps are shown.
  • a first oil pump 3 driven by the internal combustion engine and a second oil pump 4 driven by an electric drive 5 have been used.
  • the oil pump 3 can also be designed such that one pump is sufficient.
  • the interconnection and regulation of the two oil pumps 3, 4 can be designed differently, as shown in FIGS. 1 and 2. From the oil sump 1 oil via an oil lines 30, 31 a, b in the pressure line 2, 12, 22, 32 promoted.
  • the pressure line is divided by the valves into sections 2, 12, 22, 32, wherein the supply pressure P 0 by means of the valves 6, 7, 8, 9, 10, 27 in the sections to at least a first working pressure Pi , and subsequently to a second working pressure P 2 is controllable, where P 0 >Pi> P 2 .
  • the supply pressure P 0 in the pressure line section 2 is controlled via the working pressure valve 6, which is switched by means of the switching valve 38.
  • From the pressure line section 2 branches off the oil supply for the switching elements 17, wherein the individual switching elements 17 are supplied via lines 16 and the switching and control valves 15 with pressurized oil.
  • the switching elements 17, not shown here may be clutches or brakes whose operation is done via the pressure oil.
  • the lubrication 20 is connected to the partial section 32, it being possible to use the control valve 1 1 and / or the pressure relief valve 51 a for pressure control of the lubricating oil pressure P3.
  • the converter is a partial section in the pressure line 2, 12, 22, 32, that is, the converter is always flowed through by an oil flow with the oil pressure P 2 , regardless of whether this is actively used as a starting element or not.
  • the heat exchanger 21 is arranged before the converter 18.
  • the pressure control is generally carried out by means of appropriate switching and control valves 29, 34, 38, 39, 40 wherein also sensors 36, 37 may be provided.
  • the retarder is also conceptually identical to the oil circuit in both versions. Thus valves 8 and 9 are provided, which integrate the heat exchanger 33 into the retarder oil circuit 23 in a switching position, so that in the retarder working chamber the oil heated by the braking power can be cooled in the heat exchanger.
  • FIG. 2 shows a first variant for the retarder control.
  • the valves 7, 8 and 9 are switched via a switching pressure which is controlled / regulated via the switching and control valve 40.
  • valves 7, 8, 9 are switched via a control pressure of switching and control valve 40 in the following order.
  • the control valve 7 is switched to the starting position, then valves 9 and finally valve 8.
  • the delayed switching of the valves 8 and 9 when switching off causes the heated oil from the working space is still passed through the heat exchanger 33 for a moment before it there via the pressure relief valve 51 a in the oil sump 1 passes.
  • the valve 8 is switched, the remaining oil content from the working space and the Retarderolniklauf 23 is pumped uncooled into the oil sump 1.
  • FIG. 3 shows a second variant for the retarder drive.
  • the valves 8 and 9 are switched in the manner already described for Figure 2 for the braking mode.
  • Differently here is the regulation of the retarder 19 via the control of the valves 7b and 27.
  • These valves are designed as a pressure balance, which are connected via the switching and control valves 38, 39.
  • the circuit of the valves 8 and 9 of the circuit of the pressure compensators 7b and 27 is decoupled.
  • the return spring of pressure compensator 27 can thereby be made weaker, whereby the resolution of the valve and thus the sensitivity of the retarder control is increased.
  • a further oil line, vaccination line 44 is provided.
  • the pressure compensator 27 can be switched via the control valve 39 such that a connection between the pressure line 32 and the filling line 26 is created.
  • the Impfölvolumen is adjusted via the throttle 52 in the Impftechnisch 44 and the Impfölbuch via the throttle 51 b.
  • the filling line always remains filled and does not have to be refilled when switching to braking mode.
  • the bypass line 42 connects the pressure line 32 via the valve 1 1 directly to the suction side of the oil pump 3. Thus, an unnecessary heat input can be reduced in the oil sump.
  • a safety valve 29 is further provided, which opens above a predetermined pressure value.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang mit Automatgetriebe oder automatisierten Schaltgetriebe; 1.1 mit einer Ölversorgung, aufweisend einem Ölsumpf (1) und eine Pumpevorrichtung (3, 4) zur Bereitstellung eines Versorgungsdruck P0; 1.2 mit einem hydrodynamischen Retarder (19), aufweisend einen Arbeitsraum mit einem Einlass (24) und einem Auslass (25), über die der Retarder (19) mit Öl aus dem Ölkreislauf versorgt werden kann, 1.3 mit einer Druckleitung (2, 12, 22, 32) zur Druckölversorgung von Elementen (17, 18, 20) des Getriebes; 1.5 mit Ventilen (8, 9) in der Druckleitung (2, 12, 22, 32), 1.6 mit einem Wärmetauscher (33) in der Druckleitung (2, 12, 22, 32), um Wärme aus erhitztem Öl abzuführen; 1.7 mit einem Retarderölkreislauf (23), der mittels einem Ventil (8) vor dem Wärmetauscher (33) und einem Ventil (9) hinter dem Wärmetauscher (33), mit diesem verbindbar ist. Der Erfindungsgemäße Antriebstrang ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung des hydrodynamischen Retarders (19) Ventile (6, 7a, 7 b, 8, 9, 27, 39, 40) und eine Füllleitung (26, 41) vorgesehen sind, wobei der Retarderölkreislauf (23) über die Füllleitung (26, 41) derart mit der Druckleitung (2, 12, 22, 32) verbindbar ist, dass ein Retardersteuerdruck PR im Retarderölkreislauf (23) variabel einstellbar ist.

Description

Antriebsstrang mit Automatgetriebe oder automatisiertem Schaltgetriebe, einer Ölversorgung und einem hydrodynamischen Retarder
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang mit Automatgetriebe oder automatisierten Schaltgetriebe, einer Ölversorgung und einem hydrodynamischen Retarder sowie ein Verfahren zum Steuern eines hydrodynamischen Retarders in einem Antriebstrang mit einer entsprechenden Ölversorgung, um in Abhängigkeit eines angeforderten Retarderbremsmomentes den Füllungsgrad und/oder den Druck im Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders einzustellen.
Antriebstränge mit einem Automatgetriebe oder automatisierten Schaltgetriebe müssen eine Ölversorgung aufweisen um Schaltelemente wahlweise mit Öldruck zu beaufschlagen und dadurch verschiedene Schaltstufen oder Gänge im Getriebe und somit verschiedene Übersetzungen im Getriebe zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle einzustellen. Neben den Schaltelementen ist die Schmierölversorgung von z. B. den Lagerstellen sicherzustellen. Des Weiteren können in einer solchen Ölversorgung ein hydrodynamischer Retarder und ein hydrodynamischer Wandler als Anfahrelement vorgesehen sein, die mit dem Öl aus der Ölversorgung des Getriebes arbeiten.
Eine derartige Ölversorgung mit Retarder und Wandler ist beispielsweise aus der DE 199 09 690 A1 oder der DE10 2009 035 082 A1 bekannt. Der Aufbau dieser Ölversorgungen ist recht aufwendig und erfordert eine aufwendige Ventilsteuerung. Insbesondere ist die Regelung und Kühlung des hydrodynamischen Retarders, der ein beschaufeltes Primärrad sowie ein beschaufeltes Sekundärrad aufweist, die gemeinsam einen mit dem Arbeitsmedium befüllbaren Arbeitsraum ausbilden, um im mehr oder minder mit einem Arbeitsmedium befüllten Zustand des Arbeitsraumes im Arbeitsraum eine hydrodynamische Kreislaufströmung auszubilden und dadurch Drehmoment vom Primärrad auf das Sekundärrad zu übertragen, wodurch das Primärrad hydrodynamisch abgebremst wird, wurden einige Nachteile ermittelt.
Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antriebsstrang der eingangs genannten Art, sowie ein Verfahren zum Ansteuern eines entsprechen- den hydrodynamischen Retarders in einer Ölversorgung anzugeben, bei welchem eine hohe Regelgüte des hydrodynamischen Retarders erreicht wird.
Weiterhin soll der Wärmeeintrag in den Ölsumpf während der Ansteuerung des hydrodynamischen Retarders und bei dem Ausschalten bzw. der Deaktivierung des hydrodynamischen Retarders reduziert werden. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Antriebstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang mit Automatgetriebe oder automatisierten Schaltgetriebe weist eine Ölversorgung, aufweisend einen Ölsumpf und eine Pumpvorrichtung, zur Bereitstellung eines Versorgungsdrucks Po und einen hydrodynamischen Retarder auf. Der Retarder umfasst einen Arbeitsraum mit einem Einlass und einem Auslass, über die der Retarder mit Öl aus dem Ölkreis- lauf versorgt werden kann. Ferner weist die Ölversorgung eine Druckleitung auf, über die die Elemente des Getriebes mit Drucköl aus der Druckölversorgung versorgt werden. In der Druckleitung sind Ventile und zumindest ein Wärmetauscher vorgesehen. Dabei sind Ventile vor und hinter dem Wärmetauscher derart schaltbar, dass der Wärmetauscher mit einem Retarderolkreislauf verbindbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass zur Regelung des hydrodynamischen Retarders Ventile und eine Füllleitung vorgesehen sind, wobei der Retarderolkreislauf über die Füllleitung derart mit der Druckleitung verbindbar ist, dass ein Retardersteuer- druck PR im Retarderolkreislauf variabel einstellbar ist.
Durch diese Anordnung wird eine höhere Regelgüte des Retarders erreicht, da die Regelventile und die Füllleitung relativ klein dimensioniert werden können, da nur relative kleine Volumenströme durch diese hindurchgeleitet werden.
Der große Ölvolumenstrom, der im Bremsbetrieb im Retarderolkreislauf und durch den Wärmetauscher zirkuliert, muss nicht über die Ventile zur Regelung des Retarders zirkulieren. Weiterhin werden die Ventile zur Regelung des Retarders nicht den hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt, die im Retarderolkreislauf herrschen, sodass die Randbedingungen zur Regelung relativ konstant bleiben.
Die Pumpvorrichtung erzeugt einen Ölstrom mit einem Versorgungsdruck P0, mittels dem Schaltelemente des Getriebes, beispielsweise Schaltelemente, Kupplungen und/oder Bremsen, beispielsweise in Lamellenbauart, betätigt werden können. So können wahlweise eine von mehreren möglichen Übersetzungen zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle eingestellt werden.
Weiterhin kann die Druckleitung in Strömungsrichtung gesehen durch die Ventile in Teilabschnitte geteilt sein, wobei der Versorgungsdruck P0 mittels der Ventile in den Teilabschnitten auf zumindest einen ersten Arbeitsdruck Pi, und nachfolgend auf einen zweiten Arbeitsdruck P2 regelbar ist, wobei gilt P0 > Pi > P2-
Vorteilhaft ist es, wenn die Ventile derart schaltbar und regelbar sind, dass in jedem Betriebszustand des Antriebstrangs ein Schmierölstrom vom Ölsumpf durch die Druckleitung bis zu einer Schmierölversorgung gepumpt werden kann.
Zu den Betriebszustände zählen hauptsächlich der Anfahrbetrieb mit Wandler, der Fahrbetrieb mit überbrücktem Wandler, Lock-Up-Betrieb und der Bremsbetrieb, aber auch die Betriebszustände der anderen Aggregate des Antriebstrangs wie dem Motor usw. zählen dazu. In unterschiedlichen Ausführungen können ein Regelventil und/oder ein Überdruckventil vorgesehen sein, um in einem weiteren, einem dritten Teilabschnitt der Druckleitung, den Schmieröldruck P3 zu regeln, wobei gilt P3 < P2. Weiterhin kann der dritte Teilabschnitt der Druckleitung über das Regelventil und eine Bypassleitung mit der Ansaugseite einer Pumpe der Pumpvorrichtung verbindbar sein. Über die Bypassleitung wird das, je nach Betriebszustand, noch erhitzte Öl direkt zurück in die Druckleitung gepumpt, sodass der Wärmeeintrag in den Ölsumpf reduziert wird.
In einer Ausführung kann zur Regelung des Retardersteuerdruckes PR ein 4/3 Regelventil vorgesehen sein, über das die Füllleitung mit der Druckleitung verbindbar ist, wobei das Regelventil gleichzeitig mit den Ventilen vor und hinter dem Wärmetauscher über ein gemeinsames Steuerventil, mittels des selben Schalt- drucks, geschaltet wird. Durch die unterschiedlichen Schaltdrücke erfolgt die Schaltung zeitversetzt bzw. geregelt.
In einer weiteren Ausführung kann zur Regelung des Retardersteuerdruckes PR eine erste Druckwaage und eine zweite Druckwaage vorgesehen sein, wobei die Füllleitung vor der ersten Druckwaage mit der Druckleitung verbunden ist und die zweite Druckwaage in der Füllleitung angeordnet ist. Im Betrieb wird mittels der ersten Druckwaage der Arbeitsdruck Pi, gesteuert von einem ersten Steuerventil, und mittels der zweiten Druckwaage, gesteuert von einem zweiten Steuerventil, der Retardersteuerdruck PR geregelt.
Insbesondere die zweite Druckwaage kann konstruktiv auf die Ansteuerung und Anforderungen des verwendeten Retarders optimiert werden, sodass die Regelbarkeit verbessert wird. Weiter sind die Temperaturgradienten an der Druckwaage geringer und die erste Druckwaage kann bei Ausfall der Zweiten deren Funktion hilfsweise übernehmen und auf den Retarderdruck PR regeln, sodass der ersten Arbeitsdruck Pi gleichzeitig der Retardersteuerdruck PR ist. Weiterhin können das erste Ventil und das zweite Ventil, die zur Verbindung des Retarderölkreislaufes mit dem Wärmetauscher vor und hinter diesem angeordnet sind, über ein drittes Steuerventil mittels einem Steuerdruck geschaltet werden, wobei der Umschaltdruck des ersten Ventils niedriger ist als der des zweiten Ventils. Durch die unterschiedliche Auslegung der Ventile erfolgt eine zeitversetzte Schaltung der Ventile, sodass bei Umschalten vom Bremsbetrieb in den Nicht- Bremsbetrieb das erhitzte Öl aus dem Arbeitsraum des Retarders eine Moment länger über den Wärmetauscher fliest und so weniger erwärmtes Öl in den Ölsumpf gelangt.
Des Weiteren kann in der Druckleitung, in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Schaltventil für den Retarder, ein hydrodynamischer Wandler als Anfahrelement vorgesehen sein, der einen Teilabschnitt der Druckleitung bildet, wobei die Regelung des hydrodynamischen Wandlers mittels eines Ventils in Strömungsrichtung hinter dem Wandler erfolgt. Der Wandler und ein vorzugweise in der Druckleitung davor angeordneter zweiter Wärmetauscher werden dadurch in jedem Betriebszustand durchströmt, wodurch auch bei längerem Retarderbetrieb eine Rückkühlung des Öls aus dem Ölsumpf erfolgt.
Im Lockup-Betrieb und im Wandler-Betrieb erfolgt die Kühlung des Öls somit über zwei Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher vor dem Wandler wesentlich kleiner ausgelegt sein kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann der Einlass des Retarders über eine Ölleitung und das Retardersteuerventil mit der Schmierölversorgung verbindbar sein. Eine derartige Verbindung kann dazu verwendet werden, den Retarder im Nicht-Bremsbetrieb mit kleinen Ölmengen, auch Impföl genannt, zu kühlen und die Verlustleistung zu reduzieren. Die Verbindung hat den weiteren Vorteil, dass die Füllleitung stets mit Öl gefüllt ist, sodass die Ansprechzeit des Retarders wesentlich verkürzt wird.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Steuern eines hydrodynamischen Retarders in einem Antriebsstrang mit einer entsprechenden Ölversorgung weist im Wesentlichen folgende Vorteile auf. Der Retarderölkreislauf wird erst geschlossen und anschließend mit relativ kaltem Öl aus dem Ölsumpf gefüllt, wodurch das Öl erst einmal mehr Bremsenergie abführen kann. Weiterhin wird bei der Schaltung in den Nicht-Bremsbetrieb, durch das Zeitversetzte schalten der Ventile vor und hinter dem Wärmetauscher, weniger erhitztes Öl aus dem Retarderkreislauf in den Ölsumpf abgeführt. Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstrangs;
Figur 2 eine Ausführung der Ölversorgung eines Getriebes, insbesondere
Kraftfahrzeuggetriebes;
Figur 3 eine weitere Ausführung der Ölversorgung eines Getriebes, insbe- sondere Kraftfahrzeuggetriebes;
In der Figur 1 wird schematisch ein entsprechender Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor 45, dem Getriebe 50 und den Antriebsrädern 49 dargestellt. Ferner ist als optionales Merkmal eine elektrische Maschine 46 gezeigt, um einen Hybridkraftfahrzeugantriebsstrang auszubilden. Mit der elektrischen Maschine 46 können ebenfalls die Antriebsräder 49 angetrieben werden.
Zudem ist auch der Ölsumpf 1 im Getriebe 50 angedeutet, sowie eine erste Ölpumpe 3 und eine zweite Ölpumpe 4 mit deren elektrischem Antriebsmotor 4. Ferner sind die Schaltelemente 17 zur Einstellung verschiedener Übersetzungen zwischen einer Getriebeeingangswelle 47 und einer Getriebeausgangswelle 48 angedeutet.
Nicht separat dargestellt sind der Retarder und der Wandler, wobei auch diese mit dem Getriebe gekoppelt sind bzw. im Getriebegehäuse mit untergebracht sind.
In den Figuren 2 und 3 sind zwei Ausführungen dargestellt, wie die Ölversorgung eines Automatgetriebes oder automatischen Schaltgetriebes ausgeführt werden kann. In den Ausführungsbeispielen sind weiterhin unterschiedliche Pumpvorrichtungen für die Ölversorgung in Bezug auf Grundanordnung der Pumpen dargestellt. Um einen besonders effizienten Pumpenbetrieb zu erreichen sind hier eine erste, über den Verbrennungsmotor angetriebene, Ölpumpe 3 und eine zweite, über einen elektrischen Antrieb 5 angetriebene, Ölpumpe 4 verwendet worden. Die Ölpumpe 3 kann aber auch derart ausgelegt sein, dass eine Pumpe ausreicht. Die Verschaltung und Regelung der beiden Ölpumpen 3, 4 können, wie in Figur 1 und 2 dargestellt unterschiedlich ausgeführt sein. Aus dem Ölsumpf 1 wird Öl über eine Ölleitungen 30, 31 a, b in die Druckleitung 2, 12, 22, 32 gefördert. Wobei durch eine entsprechende Schaltung und Regelung der Ventile 6, 7, 8, 9, 10 sichergestellt ist, dass vor dem Ventil 6 ein Versorgungsdruck P0 einstellbar ist und hinter dem Ventil 6 immer ein Ölvolumenstrom mit einem einstellbaren Öldruck durch die Druckleitung 2, 12, 22, 32 und die Ventile 7, 8, 9, 10 bis zu den Schmierstellen 20 gelangen kann.
Die Druckleitung wird durch die Ventile in Teilabschnitte 2, 12, 22, 32 geteilt, wobei der Versorgungsdruck P0 mittels der Ventile 6, 7, 8, 9, 10, 27 in den Teilabschnitten auf zumindest einen ersten Arbeitsdruck Pi, und nachfolgend auf einen zweiten Arbeitsdruck P2 regelbar ist, wobei gilt P0 > Pi > P2.
Der Versorgungsdruck P0 in dem Druckleitungsabschnitt 2 wird über das Arbeitsdruckventil 6, welches mittels des Schaltventils 38 geschaltet wird, geregelt. Von dem Druckleitungsabschnitt 2 zweigt die Ölversorgung für die Schaltelemente 17 ab, wobei die einzelnen Schaltelemente 17 über Leitungen 16 und die Schalt- und Steuerventile 15 mit Drucköl versorgt werden. Die hier nicht näher dargestellten Schaltelemente 17 können Kupplungen oder Bremsen sein, deren Betätigung über das Drucköl erfolgt. An den Teilabschnitt 32 ist schließlich die Schmierung 20 angeschlossen, wobei zur Druckregelung des Schmieröldrucks P3 das Regelventil 1 1 und/oder das Überdruckventil 51 a eingesetzt werden können.
Weiterhin ist in beiden Ausführungen der Wandler ein Teilabschnitt in der Druckleitung 2, 12, 22, 32, das heißt, der Wandler wird immer von einem Ölstrom mit dem Öldruck P2 durchströmt, unabhängig davon ob dieser aktiv als Anfahrelement eingesetzt wird oder nicht. Vor dem Wandler 18 ist der Wärmetauscher 21 angeordnet.
Die Druckregelung erfolgt generell mittels entsprechender Schalt-und Steuerventile 29, 34, 38, 39 ,40 wobei auch Sensoren 36, 37 vorgesehen sein können. Auch der Retarder ist in beiden Ausführungen vom Konzept her identisch in den Ölkreislauf eingebaut. So sind Ventile 8 und 9 vorgesehen, die in einer Schaltstellung den Wärmetauscher 33 in den Retarderolkreislauf 23 einbinden, sodass im Bremsbetrieb das im Retarder-Arbeitsraum durch die Bremsleistung erhitzte Öl im Wärmetauscher gekühlt werden kann.
Die Regelung des Retarders erfolgt über die Füllleitung 26, 41 , die mit der Druckleitung im Teilabschnitt 12 verbindbar ist.
In Fig. 2 ist nun eine erste Variante für die Retardersteuerung dargestellt. Für den Bremsbetrieb werden die Ventile 7, 8 und 9 über einen Schaltdruck geschaltet, der über das Schalt- und Steuerventil 40 gesteuert/geregelt wird. Dadurch wird einmal der Wärmetauscher 33 in den Retarderolkreislauf 23 eingebunden und das Öl für die Schmierölversorgung 20 wird direkt, nur noch durch den Wärmetauscher 21 gekühlt, durch die Druckleitung 32 geleitet.
Die Befüllung des Retarderarbeitsraums erfolgt über die Füllleitung 26, indem das 4/3 Regelventil /entsprechend geschaltet wird. Die Regelung des Retarderdrucks PR erfolgt ebenfalls über das Regelventil 7, wobei die Schaltpunkte bei diesem Regelventil entsprechend ausgelegt sind.
Beim Umschalten in den Nicht-Bremsbetrieb werden die Ventile 7, 8, 9 über einen Steuerdruck von Schalt- und Steuerventil 40 in folgender Reihenfolge geschaltet. Zuerst wird das Regelventil 7 in Ausgangsstellung geschaltet, anschließend Ventile 9 und zuletzt Ventil 8. Die verzögerte Umschaltung der Ventile 8 und 9 beim Abschalten bewirkt, dass das erhitzte Öl aus dem Arbeitsraum noch für einen Moment über den Wärmetauscher 33 geleitet wird, bevor es von dort über das Überdruckventil 51 a in den Ölsumpf 1 gelangt. Sobald auch das Ventil 8 schaltet wird der restliche Ölinhalt aus dem Arbeitsraums und dem Retarderolkreislauf 23 ungekühlt in den Ölsumpf 1 gepumpt wird.
In Fig. 3 ist eine zweite Variante für die Retarderansteuerung dargestellt. Auch hier werden für den Bremsbetrieb die Ventile 8 und 9 in der bereits zu Figur 2 beschriebenen Art und Weise geschaltet. Anders ist hier die Regelung des Retarders 19 über die Ansteuerung der Ventile 7b und 27. Diese Ventile sind als Druckwaage ausgelegt, die über die Schalt-und Steuerventile 38, 39 geschaltet werden. Hierdurch ist die Schaltung der Ventile 8 und 9 von der Schaltung der Druckwaagen 7b und 27 entkoppelt. Die Rückstellfe- der von Druckwaage 27 kann dadurch schwächer ausgelegt werden, wodurch die Auflösung des Ventils und somit die Feinfühligkeit der Retardersteuerung erhöht wird.
Zur Verkürzung der Ansprechzeit/Füllzeit des Retarders 19 ist eine weitere Ölleitung, Impfleitung 44, vorgesehen. Durch das„Imfpen,, mit Öl in den Arbeits- räum des Retarders kann die Verlustleitung des Retarders im Nicht-Bremsbetrieb reduziert werden. Dazu kann die Druckwaage 27 derart über das Steuerventil 39 geschaltet werden, dass eine Verbindung zwischen der Druckleitung 32 und der Füllleitung 26 entsteht. Das Impfölvolumen wird über die Drossel 52 in der Impfleitung 44 eingestellt und der Impföldruck über die Drossel 51 b. Die Füllleitung bleibt so immer gefüllt und muss beim Umschalten in den Bremsbetrieb nicht erst aufgefüllt werden.
Die Bypassleitung 42 verbindet die Druckleitung 32 über das Ventil 1 1 direkt mit der Ansaugseite der Ölpumpe 3. So kann ein unnötiger Wärmeeintrag in den Ölsumpf reduziert werden. In einem Abzweig von der Druckleitung 2 ist ferner ein Sicherheitsventil 29 vorgesehen, das oberhalb eines vorgegebenen Druckwertes öffnet.
In beiden Ausführungen sind noch weitere Bauteile eingezeichnet, auf die hier nicht näher eingegangen wird, da sie dem Fachmann allgemein bekannt sind und die Funktion aus den Schaltbildern eindeutig hervorgeht. Hierzu zählen insbeson- dere die Rückschlagventile 28, bzw. die Druckbegrenzungsventile 51 , die Sensoren 36, 37, sowie die nicht erwähnten Ventile, Filter 13/14 usw.

Claims

Patentansprüche
1 . Antriebsstrang mit Automatgetriebe oder automatisierten Schaltgetriebe
1 .1 mit einer Ölversorgung, aufweisend einen Ölsumpf (1 ) und eine Pumpvorrichtung (3, 4) zur Bereitstellung eines Versorgungsdruck P0;
1 .2 mit einem hydrodynamischen Retarder (19), aufweisend einen Ar- beitsraum mit einem Einlass (24) und einem Auslass (25), über die der Retarder (19) mit Öl aus dem Öl kreislauf versorgt werden kann,
1 .3 mit einer Druckleitung (2, 12, 22, 32) zur Druckölversorgung von Elementen (17, 18, 20) des Getriebes;
1 .5 mit Ventilen (8, 9) in der Druckleitung (2, 12, 22, 32),
1 .6 mit einem Wärmetauscher (33) in der Druckleitung (2, 12, 22, 32), um Wärme aus erhitztem Öl abzuführen;
1 .7 mit einem Retarderölkreislauf (23), der mittels einem Ventil (8) vor dem Wärmetauscher (33) und einem Ventil (9) hinter dem Wärmetauscher (33), mit diesem verbindbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Regelung des hydrodynamischen Retarders (19) Ventile (6, 7a, 7 b, 8, 9, 27, 38, 39, 40) und eine Füllleitung (26, 41 ) vorgesehen sind, wobei der Retarderölkreislauf (23) über die Füllleitung (26, 41 ) derart mit der Druckleitung (2, 12, 22, 32) verbindbar ist, dass ein Retardersteuerdruck PR im Re- tarderölkreislauf (23) variabel einstellbar ist.
2. Antriebsstrang gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Druckleitung (2, 12, 22, 32) in Strömungsrichtung gesehen durch die Ventile (6, 7a, 7b, 8, 9, 10, 1 1 ) in Teilabschnitte geteilt wird, wobei der Versorgungsdruck P0 mittels der Ventile (6, 7a, 7b, 8, 9, 10, 1 1 ) in den Teilabschnitten auf zumindest einen ersten Arbeitsdruck Pi, und nachfolgend auf einen zweiten Arbeitsdruck P2 regelbar ist, wobei gilt P0 > Pi > P2 .
3. Antriebsstrang gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ventile (6, 7a, 7b, 8, 9, 10, 1 1 ) derart schaltbar und regelbar sind, dass in jedem Betriebszustand des Antriebstrangs ein Schmierölstrom vom Ölsumpf (1 ) durch die Druckleitung (2, 12, 22, 32) bis zu einer Schmierölversorgung (20) gepumpt wird.
4. Antriebsstrang gemäß Anspruch 3,
daduch gekennzeichnet,
dass ein Regelventil (1 1 ) und/oder ein Überdruckventil (51 a) vorgesehen ist/sind, um in einem weiteren Teilabschnitt der Druckleitung (32) den
Schmieröldruck P3 zu regeln, wobei gilt P3 < P2.
5. Antriebsstrang gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Teilabschnitt (32) der Druckleitung über das Regelventil (1 1 ) und eine Bypassleitung (42) mit der Ansaugseite einer Pumpe (3) der Pumpvorrichtung (3, 4) verbindbar ist.
6. Antriebsstrang gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Regelung des Retardersteuerdruckes PR ein 4/3 Regelventil (7a) vorgesehen ist, über das die Füllleitung (26) mit der Druckleitung (12) verbindbar ist, wobei das Regelventil (7a) gleichzeitig mit den Ventilen (8, 9), mittels desselben Schaltdrucks, gesteuert von einem gemeinsamen Steuerventil (40), geschaltet wird.
7. Antriebsstrang gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Regelung des Retardersteuerdruckes PR eine erste Druckwaage (7b) und eine zweite Druckwaage (27) vorgesehen sind, wobei die Füllleitung (41 , 26) vor der ersten Druckwaage (7b) mit der Druckleitung (12) verbunden ist und die zweite Druckwaage (27) in der Füllleitung (41 , 26) angeordnet ist.
8. Antriebsstrang gemäß Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Retardersteuerdruck PR mittels der Druckwaage (27), gesteuert von einem Steuerventil (39), in der Füllleitung (41 , 26) geregelt wird und der ersten Arbeitsdruck Pi mittels der Druckwaage (7b), gesteuert von einen Steuerventil (38), geregelt wird.
9. Antriebsstrang gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das erste Ventil (8) und das zweite Ventil (9), die zur Verbindung des
Retarderölkreislaufes (23) mit dem Wärmetauscher (33) vor und hinter diesem angeordnet sind, über ein Steuerventil (40) mittels einem Steuerdruck geschaltet werden, wobei der Umschaltdruck des ersten Ventils (8) niedriger ist als der des zweiten Ventils (9).
10. Antriebsstrang gemäß Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Druckleitung (2, 12, 22, 32), in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Ventil (7a, 7b), ein hydrodynamischer Wandler (18) als Anfahrelement vorgesehen ist, der einen Teilabschnitt der Druckleitung (22) bildet, wobei die Regelung des hydrodynamischen Wandlers (18) mittels des Ventils (10) erfolgt.
1 1 . Antriebsstrang gemäß Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (24) des Retarders (19) über eine Ölleitung (44) und das Retardersteuerventil (27) mit dem Teilabschnitt (32) der Druckleitung und damit mit dem Schmierölversorgung verbindbar ist.
12. Verfahren zum Steuern eines hydrodynamischen Retarders (19) in einem
Antriebsstrang mit einer Ölversorgung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , mit den folgenden Schritten:
12.1 beim Einschalten des hydrodynamischen Retarders (19), einbinden des Wärmetauschers (33) in den Retarderol kreislauf (23) durch Schalten der Ventile (8, 9); und befüllen des Arbeitsraums des Retarders mit Öl über die Steuerleitung (26, 41 ), durch schalten der Ventile (7a, 7b, 27)
12.2 im Retarderbremsbetrieb, einstellen eines vorgegebenen Retarderöldruckes PR im Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders (19) in Abhängigkeit eines angeforderten Retarderbremsmomentes mittels des Ventils (7a, 27);
12.3 beim Ausschalten des hydrodynamischen Retarders (19), zeitversetztes schalten der Ventile (8, 9, 7a, 27), wobei zuerst Ventil (7a, 27), zum Schließen der Füllleitung (26), und anschließend Ventil (9) geschaltet werden, sodass das Öl aus dem Retarderol kreislauf (23) weiterhin über den Wärmetauscher (33) geleitet wird und anschließend, durch schalten des Ventils (8), direkt in den Ölsumpf (1 ) abgeführt wird.
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