DE10157714A1

DE10157714A1 - Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE10157714A1
Application number: DE10157714A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Kemmner; Albrecht Schaefer; Dittmar Wieland
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2001-11-24
Filing date: 2001-11-24
Publication date: 2003-06-26
Also published as: US20030098147A1; US6871703B2

Abstract

Bei einem Verfahren zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges ist in einem ausgewählten Bereich der Betriebstemperatur des Betriebsmittels die Betriebstemperatur durch Steuerung des zeitlichen Volumenstromes des Betriebsmittels für den Wärmeaustausch zwischen dem Betriebsmittel und einem als Wärmeträger verwendeten Sekundär-Strömungsmittel auf einen vorgegebenen Sollwert in Abhängigkeit vom Istwert der Betriebstemperatur und/oder in Abhängigkeit vom Istwert von mindestens einem anderen Fahrzeugparameter, durch den eine bestimmte temperaturbeeinflussende Wirkung auf das Betriebsmittel vorhergesehen werden kann, selbsttätig einstellbar. Der ausgewählte Bereich der Betriebstemperatur schließt sowohl die in Warmlaufphasen des Antriebsaggregates auftretenden als auch die gegenüber dem Sollwert wesentlich höheren Temperaturwerte ein.

Description

Die vorliegenden drei Erfindungen betreffen ein Verfahren zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels eines Antriebsaggregates eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und zwei Vorrichtungen zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels eines Antriebsaggregates eines Fahrzeuges nach dem jeweiligen Oberbegriff der Patentansprüche 8 und 14.
Aus der DE 195 12 783 A1 sind ein gattungsgemäßes Verfahren und eine dem jeweiligen Oberbegriff der Patentansprüche 8 und 14 entsprechende Vorrichtung zur Beeinflussung der Getriebeöltemperatur in Kraftfahrzeugen bekannt, bei denen eine Kühleinrichtung zur Kühlung des Getriebeöles, eine Heizeinrichtung zur Erwärmung des Getriebeöles und ein Ventil verwendet sind, welches das Getriebeöl in einem ersten Betriebszustand über die Heizeinrichtung und in einem zweiten Betriebszustand über die Kühleinrichtung leitet. Das bekannte Verfahren soll derart verbessert sein, daß anstelle einer Steuerung eine Regelung der Getriebeöltemperatur, insbesondere in Abhängigkeit von Fahrzeugparametern, die sich auf die Getriebeöltemperatur auswirken, vorgenommen wird. Zu diesem Zweck arbeitet das bekannte Verfahren so, daß der erste Betriebszustand in einer Warmlaufphase eingestellt wird und nach der Warmlaufphase mittels eines dritten Betriebszustandes in Form eines Mischbetriebes zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand die Getriebeöltemperatur auf einen vorgegebenen Sollwert geregelt wird. Bei diesem bekannten Verfahren beginnt der ausgewählte Bereich der Betriebstemperatur zur Einstellung der letzteren auf den Sollwert demzufolge erst nach Ablauf einer Warmlaufphase, welche sich beispielsweise sowohl auf die Brennkraftmaschine, insbesondere nach einem Kaltstart, als auch auf das Getriebe, insbesondere auf das Erreichen einer minimalen Getriebeöltemperatur, beziehen soll und auch im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine definiert sein kann, da während eines längeren Leerlaufbetriebes die Möglichkeit bestehe, daß die Getriebeöltemperatur unter den vorgegebenen Sollwert sinkt. Auch in diesem Fall soll der erste Betriebszustand des elektrisch regelbaren Ventiles, in welchem letzteres den Ölvolumenstrom über die Heizeinrichtung leitet, also ohne Regelung der Betriebstemperatur, als vorteilhaft gelten. Das genannte, in seiner Funktion durch die DE 43 24 178 A1 bekannte Ventil weist eine Ventilbetätigungseinheit in Form eines durch eine Heizwicklung ummantelten temperaturabhängigen Dehnstoffelementes auf, das in einer vom Getriebeöl durchströmten Ventilkammer angeordnet und vom Getriebeöl beaufschlagt ist und dessen Heizwicklung über eine elektrische Leitung, die mit einem elektronischen Steuergerät verbunden ist, aufheizbar ist. Das Steuergerät weist mehrere Eingänge auf, durch welche beispielsweise folgende Signale als Information an das Steuergerät weitergeleitet werden: die Getriebeöltemperatur, die Abtriebsdrehzahl, die Brennkraftmaschinendrehzahl oder die Differenz dieser Drehzahlen, ein Lastsignal der Brennkraftmaschine, der eingelegte Gang, das aktivierte Schaltprogramm für einen automatischen Gangwechsel, das Einschaltsignal der Wandlerüberbrückungskupplung und/oder der ermittelte Fahrertyp im Falle eines adaptiven Schaltprogrammes. Die lediglich in Form einer bspw. Auswahl angegebenen Parameter sollen zur Ansteuerung des elektrisch regelbaren Ventiles für die Einstellung des Ölvolumenstromes in einem oder beiden Wärmetauschern (Heizvorrichtung und Kühlvorrichtung) herangezogen werden können. Dieses bekannte Verfahren und die diesbezügliche Vorrichtung zur Durchführung des bekannten Verfahrens sind aufwendig und kompliziert, weil drei Betriebszustände einzusteuern und hierfür sowohl eine Heizeinrichtung als auch eine Kühlvorrichtung sowie spezielle Funktionen des Steuerventiles erforderlich sind, die durch das temperaturempfindliche Dehnstoffelement und seine Heizwicklung für die gegenüber seiner öltemperaturabhängigen Beeinflussung zusätzliche Aktivierung zur Wirkung gebracht werden müssen. Im übrigen ist es in manchen Anwendungsfällen unzweckmäßig, den Regelvorgang ausschließlich durch einen Mischbetrieb aus Heizen und Kühlen realisieren zu müssen.
Aus der DE 199 02 615 A1 ist ein gattungsfremdes hydraulisches System für ein stufenloses Automatgetriebe eines Kraftfahrzeuges mit einem Variator bekannt, der ein antriebsseitig angeordnetes erstes Kegelscheibenpaar und ein abtriebsseitig angeordnetes zweites Kegelscheibenpaar aufweist, zwischen denen ein Umschlingungsorgan umläuft, wobei das erste Kegelscheibenpaar eine in Axialrichtung gesteuert verschiebbare Primärscheibe und das zweite Kegelscheibenpaar eine in Axialrichtung gesteuert verschiebbare Sekundärscheibe aufweist und Primärscheibe sowie Sekundärscheibe über ein hydraulisches Steuergerät angesteuert werden, das elektromagnetische Stellglieder und hydraulische Ventile aufweist, deren Funktionen durch ein elektronisches Steuergerät bestimmt werden, und mit einem im Schmier-/Kühlkreislauf des hydraulischen Sytems angeordneten Kühler für das Öl, von dem eine Leitung zum Ölsumpf führt. Bei derartigen Getrieben soll festgestellt worden sein, daß bei Vollastbetrieb die verfügbare Ölmenge, die den Kühler durchströmt und durch Festblenden bestimmt sei, nicht ausreiche, um die anfallende Wärme vollständig über den Kühler abzuführen. Die den Kühler durchströmende Ölmenge sei ferner dadurch begrenzt, daß unter Berücksichtigung des kühlungsbedingten Abflusses von Öl aus dem Bereich der Wandlerkupplung deren Übertragungsfähigkeit für die üblichen Fahrmanöver noch ausreichen muß unter Berücksichtiigung des maximalen Volumenbedarfes für die Verstellung der Primärscheibe und der Sekundärscheibe des Variators. Um auch bei derartigen mit sauggedrosselten Radialkobenpumpen versehenen stufenlosen Automatgetrieben eine ausreichende Kühlung des Öles unter Gewährleistung der Übertragungsfähigkeit der Wandlerkupplung sicherzustellen, ist bei diesem bekannten hydraulischen System vorgesehen, daß in Strömungsrichtung gesehen nach dem Kühler und auf der Sekundärseite des Variators liegend eine Blende in der Leitung zwischen Kühler und Ölsumpf angeordnet ist, deren Durchlaßquerschnitt als Funktion der Drehzahl des Antriebsmotors des Fahrzeuges und der Fahrgeschwindigkeit zwischen einer ersten Stellung, in der sie geschlossen ist und einer zweiten Stellung, in der sie völlig geöffnet ist, steuerbar ist. Die Blende soll derart ausgestaltet sein, daß sie erst bei Erreichen einer vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit beginnt, den Durchlaß zu öffnen. Werde nun bei Vollastbetrieb und Höchstgeschwindigkeit der Variator in einem einzigen Betriebspunkt, nämlich der TOP-Übersetzung, betrieben, so erfolge keine hochdynamische Verstellung des Variators mehr und die den Kühler durchströmende Ölmenge werde nun dadurch erhöht, daß ab einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit die Blende den Abfluß von Öl in den Ölsumpf ermögliche, wobei die Blende ab dieser Fahrgeschwindigkeit in Richtung höherer Fahrgeschwindigkeit als Funktion der zunehmenden Drehzahl bis zu ihrer völlig geöffneten Stellung angesteuert werde.
Beispielsweise in einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges ist es zweckmäßig bzw. erforderlich, daß sich das Getriebeöl in einem bestimmten Temperaturbereich befindet. Damit dies erfüllt wird, ist mindestens ein Wärmetauscher zur Kühlung oder zur Erwärmung des Getriebes erforderlich. Der Wärmetauscher wird einerseits vom Getriebeöl, andererseits von einem Sekundär- Strömungsmittel (Flüssigkeit oder Gas als Kühlmittel) durchströmt. Das Sekundär-Strömungsmittel kann dadurch Wärme vom Getriebeöl aufnehmen bzw. an das Getriebeöl abgeben. Die Wärmeübertragung des Wärmetauschers ist von mehreren physikalischen Zustandsgrößen abhängig. Eine wichtige physikalische Zustandsgröße für die Wärmeübertragung ist der zeitliche Getriebeölvolumenstrom durch den Wärmetauscher. Mit zunehmendem Getriebeölvolumenstrom kann eine höhere Wärmeübertragung innerhalb des Wärmetauschers stattfinden.

Die den vorliegenden Erfindungen zugrunde liegende Aufgabe ist im wesentlichen darin zu sehen, den Durchfluß des hydraulischen Betriebsmittels, bspw. von Getriebeöl, durch einen Wärmetauscher in Abhängigkeit bestimmter Parameter unter geringem funktionellen und baulichen Aufwand in Richtung eines vorgegebenen Sollwertes zu beeinflussen.

Die erläuterte Aufgabe ist bei dem Verfahren nach der ersten Erfindung durch die Merkmale von Patentanspruch 1 und bei den Vorrichtungen nach der einen oder anderen der beiden weiteren Erfindungen durch die Merkmale von Patentanspruch 8 oder 14 jeweils in vorteilhafter Weise gelöst.

Bei dem Verfahren nach der ersten Erfindung gemäß Patentanspruch 1 ist die Steuerung des zeitlichen Volumenstromes des Betriebsmittels für den Wärmeaustausch in vorteilhafter Weise vereinfacht, weil nicht mehr drei Betriebszustände für das Steuerventil zu berücksichtigen und auch nicht unbedingt zwei in verschiedenen Temperaturbereichen arbeitende Wärmetauscheinrichtungen wie eine Kühlvorrichtung und eine Heizeinrichtung beim gattungsbildenden Stand der Technik erforderlich sind.

Bei dem Verfahren nach der ersten Erfindung kann der zeitliche Volumenstrom des Betriebsmittels für den Wärmeaustausch zur Beeinflussung der Betriebstemperatur dadurch variiert werden, daß nach der Lehre gemäß Patentanspruch 2 eine Teilmenge des zeitlichen Volumenstromes entweder vor der Durchströmung eines Wärmetauschers abgezweigt und somit der Wärmeaustausch für diese Teilmenge unterbunden wird, oder, wenn für diese Teilmenge ein besonderer zweiter Wärmetauscher verwendet ist, der Wärmeaustausch in diesem zweiten Wärmetauscher durch Abschaltung des diesbezüglichen Sekundär-Strömungsmittels unterbunden wird.

In weiterer vorteilhafter Weise kann bei dem Verfahren nach der ersten Erfindung für den gesamten Temperaturbereich gemäß Patentanspruch 3 ein und dasselbe Sekundär-Strömungsmittel für den Wärmeaustausch bei der Einstellung der Betriebstemperatur auf den Sollwert verwendet sein.

Um bei dem Verfahren nach der ersten Erfindung die bspw. in einem Getriebe momentan vorhandene Getriebeöltemperatur durch Rückmeldung berücksichtigen zu können, erfolgt die Einstellung der Betriebstemperatur auf einen vorgegebenen Sollwert bei einer Ausführungsform gemäß Patentanspruch 4 in vorteilhafter Weise durch Regelung.

Ein relativ schnelles Erreichen des Sollwertes der Betriebstemperatur bei dem Regelungsverfahren nach der ersten Erfindung ist durch die Maßnahmen nach einem oder beiden der Patentansprüche 5 und 6 in vorteilhafter Weise realisiert.

Um bei Anwendung der Maßnahmen nach Patentanspruch 6 für das Regelungsverfahren nach der ersten Erfindung zu vermeiden, daß - wenn für das Sekundär-Strömungsmittel das Kühlwasser einer Brennkraftmaschine verwendet ist - der Brennkraftmaschine beim Kaltstart zuviel Wärme zur Aufheizung des Betriebsmittel des Antriebsaggregates, bspw. des Getriebeöles, entzogen wird, kann eine Determination nach einem der Patentansprüche 20 und 21 vorteihaft sein.

Um bei dem Verfahren nach der ersten Erfindung die momentane Betriebstemperatur ohne Rückmeldung berücksichtigen zu können, erfolgt die Einstellung der Betriebstemperatur auf einen vorgegebenen Solwert bei einer zweiten Ausführungsform gemäß Patentanspruch 7 in vorteilhafter Weise durch Steuerung.

Bei der Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach der zweiten Erfindung kann für den Wärmeaustausch gemäß der Anordnung nach Patentanspruch 8 lediglich mit einer einzigen Einrichtung ausgekommen werden, da auf den beim gattungsbildenden Stand der Technik in der Bypaßleitung angeordneten zweiten Wärmetauscher für den Mischbetrieb mittels des Wärmeaustausches auch für eine Teilmenge des zeitlichen Volumenstromes bei dieser Anordnung verzichtet ist.

Bei der Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach der zweiten Erfindung kann für den Ablauf des Wärmetauschers in vorteilhafter Weise eine wahlweise Verbindung mit einem Sammelbehälter oder mit hydraulischen Verbrauchern des Antriebsaggregates gemäß der Anordnung nach Patentanspruch 9 vorgesehen sein.

Bei der Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach der zweiten Erfindung kann das Steuerventil unabhängig davon, ob ein Regelungs- oder Steuerungsverfahren durchzuführen ist, bei einer Ausführungsform gemäß Patentanspruch 10 in vorteilhafter Weise als 3/2-Wegeventil oder bei einer weiteren Ausführungsform gemäß Patentanspruch 11 in vorteilhafter Weise als Stromregelventil ausgebildet sein.

Bei der Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach der zweiten Erfindung ist zur Durchführung von Regelungsvorgängen ein elektronisches Steuergerät vorgesehen, das einen Eingang für gemessene oder ermittelte Istwerte der Betriebstemperatur und/oder wenigstens einen Eingang für gemessene oder ermittelte Istwerte anderer Fahrzeugparameter und einen Ausgang für ein aus dem Sollwert und wenigstens einem der Istwerte gebildetes Steuersignal für das Einstellen der Betriebstemperatur aufweist. Das Steuerventil ist mit einer mit dem Ausgang des Steuergerätes verbundenen elektromotorischen Ventilbetätigungseinheit zur Betätigung seines Ventilstellgliedes versehen. In vorteilhafter Weise kann die elektromotorische Ventilbetätigungseinheit des Steuerventiles bei der Ausführungsform gemäß Patentanspruch 12 als Elektromagnet ausgebildet sein.

Bei der Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach der zweiten Erfindung mit Durchführung von Regelungsvorgängen können das elektronische Steuergerät und/oder ein Sensor für Istwerte der Betriebstemperatur in vorteilhafter Weise gemäß der Ausführung nach Patentanspruch 13 in einem Sammelbehälter für das Betriebsmittel angeordnet sein.

Bei der Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach der dritten Erfindung gemäß Patentanspruch 14 ist das Ventilstellglied des Steuerventiles zur Durchführung von Steuerungsvorgängen durch ein auf Temperaturänderungen durch Gefügeänderung und/oder Verformung ansprechendes temperaturempfindliches Steuerungselement betätigbar, das mit dem hydraulischen Betriebsmittel in wärmeübertragendem Kontakt steht. Bei dieser Vorrichtung ist der Steuerungsaufwand in vorteilhafter Weise gering gehalten, weil das Steuerungselement in seiner Temperaturempfindlichkeit ausschließlich durch den Kontakt mit dem Betriebsmittel beeinflußt ist.

Bei der Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach der dritten Erfindung kann das temperaturempfindliche Steuerungselement zur Betätigung des Ventilstellgliedes des Steuerventiles bei der Durchführung von Steuerungsvorgängen in vorteilhafter Weise nach einem der Patentansprüche 15 bis 17 als Memoryfeder oder Bimetallfeder oder als ein Dehnstoffelement ausgebildet sein.

Bei der Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach der zweiten oder der dritten Erfindung kann das Ventilstellglied in vorteilhafter Weise gemäß Patentanspruch 18 als ein axialbeweglicher Steuerschieber ausgebildet sein.

Bei der Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach der zweiten oder der dritten Erfindung kann für die Druckversorgung des Antriebsaggregates die Anordnung gemäß Patentanspruch 19 so getroffen sein, daß die das Steuerventil speisende Versorgungsleitung in vorteilhafter Weise mit einer Förderpumpe und mit einem Druckregelventil verbunden ist.

Die Erfindungen sind nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung bedeuten

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung nach der zweiten Erfindung gemäß Patentanspruch 8 zur Einstellung der Betriebstemperatur von Getriebeöl eines Getriebes eines Fahrzeuges nach der ersten Erfindung gemäß einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 7,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung nach der zweiten Erfindung gemäß Patentanspruch 8 zur Einstellung der Betriebstemperatur von Getriebeöl eines Getriebes eines Fahrzeuges nach der ersten Erfindung gemäß einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 7,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung nach der zweiten Erfindung gemäß Patentanspruch 8 zur Einstellung der Betriebstemperatur von Getriebeöl eines Getriebes eines Fahrzeuges nach der ersten Erfindung gemäß einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 7,

Fig. 4 eine erste Ausführungsform eines Steuerventiles einer Vorrichtung nach der dritten Erfindung gemäß Patentanspruch 14 zur Steuerung der Betriebstemperatur von Getriebeöl eines Getriebes eines Fahrzeuges nach der ersten Erfindung gemäß Patentanspruch 7, wobei die nicht gezeigten Komponenten der Vorrichtung anhand der Vorrichtung von Fig. 3 beschrieben sind,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform eines Steuerventiles einer Vorrichtung nach der dritten Erfindung gemäß Patentanspruch 14 zur Steuerung der Betriebstemperatur von Getriebeöl eines Getriebes eines Fahrzeuges nach der ersten Erfindung gemäß Patentanspruch 7, wobei die nicht gezeigten Komponenten der Vorrichtung anhand der Vorrichtung von Fig. 3 beschrieben sind, und

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform eines Steuerventiles einer Vorrichtung nach der dritten Erfindung gemäß Patentanspruch 14 zur Steuerung der Betriebstemperatur von Getriebeöl eines Getriebes eines Fahrzeuges nach der ersten Erfindung gemäß Patentanspruch 7, wobei die nicht gezeigten Komponenten der Vorrichtung anhand der Vorrichtung von Fig. 3 beschrieben sind.

Unter Bezugnahme zunächst auf die Fig. 1 bis 3 wird aus einem Sammelbehälter 22 eines Antriebsaggregates, bspw. eines Getriebes, hydraulisches Betriebsmittel wie Schmier- bzw. Getriebeöl zur Versorgung von Schmierstellen und ggfls. von Aggregatekomponenten mit ihren Steuerungs- und Stellgliedern durch eine Förderpumpe 35 angesaugt und in eine Versorgungsleitung 15 gefördert, welche zu einem Ventilanschluß 16 eines Steuerventiles 10 (Fig. 1, 3) bzw. 11 (Fig. 2) sowie zu einem Druckregelventil 36 führt. Das Steuerventil 10 bzw. 11 weist einen zweiten, durch eine Zulaufleitung 24 mit einem Wärmetauscher 7 verbundenen Ventilanschluß 17 sowie einen dritten Ventilanschluß 18 auf.

Der Wärmetauscher 7 ist für den Wärmeaustausch zwischen dem Getriebeöl und einem als Wärmeträger verwendeten Sekundär- Strömungsmittel, bspw. dem Kühlmittel einer Brenkraftmaschine des Antriebsaggregates, an einen Sekundär-Leitungskreis 37 sowie für den Ablauf des Getriebeöles an eine Ablaufleitung 25 (Fig. 1, 2) bzw. 26 (Fig. 3) angeschlossen, wobei die Ablaufleitung 25 in den Sammelbehälter 22 zurückführt und die Ablaufleitung 26 zu hydraulischen Verbrauchern, bspw. Schmierstellen 23, führt.

Der jeweilige Ventilanschluß 18 des Steuerventiles 10 in Fig. 1 und des Steuerventiles 11 in Fig. 2 ist durch eine Bypaßleitung 8 mit dem Sammelbehälter 22 verbunden. Dagegen ist der Ventilanschluß 18 des Steuerventiles 10 in Fig. 3 durch eine Bypaßleitung 9 mit der Ablaufleitung 26 des Wärmetauschers 7 verbunden.

In dem Sammelbehälter 22 sind ein elektronisches Steuergerät 27 für ein automatisches Getriebe sowie ein mit einem Eingang 28 des Steuergerätes 27 verbundener Sensor 31 für die Messung des Istwertes der Betriebstemperatur des Getriebeöles aufgenommen. Das Steuergerät 27, das weitere Eingänge für gemessene oder ermittelte Istwerte anderer Fahrzeugparameter, deren Einfluß auf die Betriebstemperatur des Getriebeöles vorhersehbar ist, aufweisen kann, ist mit einem Ausgang 29 für ein Steuersignal versehen, das aus einem vorgegebenen Sollwert für die Betriebstemperatur des Getriebeöles und wenigstens einem der Istwerte unter Vermittlung eines abgelegten Algorithmus gebildet worden ist.

Der Ausgang 29 steht über eine elektrische Leitung 29a mit einer elektromotorischen Ventilbetätigungseinheit in Form eines Elektromagneten 30 zur Betätigung des Ventilstellgliedes 19 des Steuerventiles 10 bzw. 11 in Verbindung. Das im Ventilblock des jeweiligen Steuerventiles beweglich angeordnete Ventilstellglied 19 dient zur gesteuerten Verbindung von wenigstens zwei oder aller drei der Ventilanschlüsse 16 bis 18.

Während für die Steuerventile 10 (Fig. 1, 3) jeweils ein 3/2- Wegeventil verwendet sein kann, ist das Steuerventil 11 als Stromregelventil mit einer vorgeschalteten Meßblende 38 ausgebildet, deren Druckdifferenz als Steuergröße zur Betätigung des zugehörigen Ventilstellgliedes 19 zur Wirkung gebracht wird.

Bei allen drei Ausführungsformen der Vorrichtung nach der zweiten Erfindung gemäß den Fig. 1 bis 3 wird die Getriebeöltemperatur entsprechend dem Verfahren nach der ersten Erfindung mittels des Sensors 31 gemessen. Es bietet sich an, die Stelle, an der die größte Erwärmung im Getriebe auftritt, als Temperaturmeßstelle zu verwenden. Die Temperaturmeßstelle kann auch so gewählt sein, daß sich temperaturempfindliche Komponenten wie das elektronische Steuergerät 27 möglichst nahe an der Meßstelle befinden. Demzufolge sind Steuergerät 27 und Sensor 31 im Ölsumpf angeordnet.

Das gemessene Temperatursignal wird an das elektronische Steuergerät 27 in kurzen Zeitschritten oder permanent weitergegeben. Abhängig vom momentanen Temperaturniveau und abhängig vom momentanen Temperaturgradienten des Getriebeöles ermittelt das Steuergerät 27 ein erforderliches elektrisches Steuersignal, das an das betreffende Steuerventil 10 bzw. 11 weitergeleitet wird. Über das Steuersignal wird letztendlich eine Änderung bzw. ein neuer Zielwert des Getriebeölvolumenstromes durch den Wärmetauscher 7eingestellt. Für die Ermittlung der Volumenstromänderung bzw. des neuen Zielwertes im Steuergerät 27 sind verschiedene Regel- oder Steuerstrategien denkbar.

Anstelle der Getriebeöltemperatur können auch Signale anderer bzw. weiterer gemessener Fahrzeugparameter für die Beeinflussung - Regeln oder Steuern - des Ölvolumenstromes durch den Wärmetauscher 7 verwendet werden. Geeignete Fahrzeugparameter sind z. B. Fahrpedalweg, Drehmoment, Drehzahl, Wandlerschlupf, Betriebszeit oder weitere Temperaturen (wie z. B. die Kühlmitteltemperatur). Es ist denkbar, daß verschiedene Signale rechnerisch verknüpft und daraus neue Größen generiert werden. Letztendlich kann durch die Verwendung verschiedener Signale ein geeignetes Rechenmodell hinterlegt werden, um den Ölvolumenstrom durch den Wärmetauscher 7 zu regeln oder zu steuern.

Bei den Vorrichtungen der Fig. 1 bis 3 ist eine übliche Druckversorgung durch eine Förderpumpe 35 und ein Druckregelventil 36 vorgesehen. Die genaue Ausführung der Druckversorgung im Getriebe ist jedoch für die erfindungsgemäße Regelung oder Steuerung des Ölvolumenstromes über den Wärmetauscher 7 nicht von Bedeutung.

In den Vorrichtungen der Fig. 1 und 2 wird der Ölvolumenstrom über den Wärmetauscher 7 unter Vermittlung des betreffenden Steuerventiles 10 bzw. 11 gesteuert bzw. geregelt. Der Ölvolumenstrom wird je nach Stellung des Steuerventiles 10 bzw. 11 in zwei Teilölmengen zum Wärmetauscher 7 und in den Ölsumpf aufgeteilt. Es wäre auch denkbar, daß der Ölvolumenstrom zum Wärmetauscher 7 durch Ausbildung des Steuerventiles 10 als Absperrventil in der einen Ventilstellung freigegeben - dagegen in der anderen Ventilstellung gesperrt wäre.

Bei den Vorrichtungen der Fig. 1 und 3 ist das Steuerventil 10 als reines Wegeventil ausgeführt, das in Abhängigkeit des Steuersignales zwischen zwei Ventilstellungen umsteuerbar ist, wobei die Versorgungsleitung 15 in der gezeichneten Ventilstellung (durch Federkraft geschaltete Ruhestellung) mit dem Wärmetauscher 7 - dagegen in der anderen Ventilstellung mit der Bypaßleitung 8 bzw. 9 verbunden ist.

Bei der Vorrichtung der Fig. 2 ist das Steuerventil 11 als Stromregelventil ausgeführt, das einen angesteuerten Volumenstrom zum Wärmetauscher 7 einstellt. Zu diesem Zweck wird die Druckdifferenz der Meßblende 38 als ein Maß für den Istwert des Ölvolumenstromes unter Rückführung auf das Ventilstellglied 19 zur Wirkung gebracht.

Bei der Vorrichtung der Fig. 3 ist die Getriebeschmierung 23 strömungstechnisch hinter dem Wärmetauscher 7 angeordnet. Der Ölvolumenstrom wird je nach Stellung des Steuerventiles 10 über den Wärmetauscher 7 oder direkt zur Getriebeschmierung 23 geleitet.

In der Warmlaufphase des Getriebes ist es vorteilhaft, den Ölvolumenstrom zum Wärmetauscher 7 gemäß dem Verfahren nach der ersten Erfindung im Sinne von Patentanspruch 6 gegen Null abzuregeln. Durch die internen Getriebeverluste wird somit eine schnellere Aufheizung des Getriebeöles bewirkt. Durch die Abhängigkeit des Getriebewirkungsgrades von der Temperatur lassen sich durch die Abregelung des Ölvolumenstromes bei niedrigen Temperaturen Wirkungsgradvorteile erzielen. Somit kann der Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeuges reduziert werden.

Möchte man keine Mengenregelung betreiben, sondern den Ölvolumenstrom über den Wärmetauscher 7 nur zu- oder abschalten, so ist es zweckmäßig, dafür ein reines Wegeventil mit nur zwei Ventilstellungen zu verwenden.

Sofern ein Betriebszustand vorliegt, bei dem im Wärmetauscher 7 ein diebezügliches Temperaturgefälle zwischen Sekundär- Strömungsmittel und Getriebeöl auftritt, ist es in der Warmlaufphase des Getriebes vorteilhaft, den Ölvolumenstrom zum Wärmetauscher 7 gemäß dem Verfahren nach der ersten Erfindung im Sinne von Patentanspruch 6 auf ein Optimum zu erhöhen. Dadurch wird ebenfalls eine schnellere Aufheizung des Getriebeöles erreicht.

Zum Verständnis der Ausführungen eines Steuerventiles der Fig. 4 bis 6 soll von einer Vorrichtung gemäß Fig. 3 ausgegangen werden und bei dieser Vorrichtung die Anordnung mit dem Steuerventil 10, dem Steuergerät 27 und mit dem Temperatur-Sensor 31 durch das jeweilige Steuerventil 12 bzw. 13 bzw. 14 ersetzt sein. Demzufolge sind bei dem jeweiligen Steuerventil 12 bzw. 13 bzw. 14 der Ventilanschluß 16 mit der Versorgungsleitung 15 und der Ventilanschluß 17 mit dem Wärmetauscher 7 sowie der Ventilanschluß 18 mit der Bypaßleitung 9 verbunden.

Die Steuerventile 12 und 14 arbeiten jeweils mit einem axialbeweglichen Steuerschieber 20 (Fig. 4, 6), der von einer auf seiner einen Stirnseite angeordneten Grundlastfeder 39 in seine eine Endstellung (Ruhestellung) betätigbar ist, in welcher die Versorgungsleitung 15 mit der direkt zur Getriebeschmierung führenden Bypaßleitung 9 verbunden und der mit dem Kühler 7 verbundene Ventilanschluß 17 abgesperrt ist.

Der Steuerschieber 20 des Steuerventiles 12 ist beim Erreichen eines bestimmten Temperaturniveaus im Sammelbehälter 22 in seine gezeichnete andere Endstellung durch eine Memoryfeder 32 betätigbar, die in einer mit dem Sammelbehälter 22 kommunizierenden Ventilkammer 40 aufgenommen ist, welche von der anderen Stirnseite des Steuerschiebers 20 begrenzt wird. In dieser gezeichneten anderen Endstellung ist die Versorgungsleitung 15 über den Kühler 7 mit der Getriebeschmierung 23 verbunden.

Der Steuerschieber 20 des Steuerventiles 14 ist beim Erreichen eines bestimmten Temperaturniveaus im Sammelbehälter 22 in seine gezeichnete andere Endstellung durch ein Dehnstoffelement 34 betätigbar, das in einer mit dem Sammelbehälter 22 kommunizierenden Ventilkammer 40 aufgenommen ist, welche von der anderen Stirnseite des Steuerschiebers 20 begrenzt wird.

Der Steuerschieber 21 des Steuerventiles 13 ist zwischen seiner einen Endstellung (Ruhestellung), in welcher die Versorgungsleitung 15 über die Bypaßleitung direkt mit der Getriebeschmierung 23 verbunden ist, und seiner anderen, gezeichneten Endstellung, in welcher die Versorgungsleitung 15 über den Kühler 7 mit der Getriebeschmierung 23 verbunden ist, durch eine Bimetallfeder 33 umsteuerbar, welche in einer mit dem Sammelbehälter 22 kommunizierenden Ventilkammer 41 angeordnet ist und in eine Umfangsnut des Steuerschiebers 21 gelenkig eingreift, welche im Bereich des einen Stirnendes des Steuerschiebers 21 vorgesehen ist. Das andere Stirnende des Steuerschiebers 21 begrenzt eine ebenfalls mit dem Sammelbehälter 22 kommunizierende Ventilkammer 40. Die Umsteuerfunktion der Bimetallfeder 33 ist auf das Erreichen eines bestimmten Temperaturniveaus im Sammelbehälter 22 abgestimmt.

Das Temperaturniveau zur Umsteuerung des jeweiligen Steuerventiles 12 bzw. 13 bzw. 14 ist in Bezug auf die Warmlaufphase des Getriebes so ausgelegt, daß der Wärmetauscher 7 in der Warmlaufphase in seiner Funktion abgeschaltet ist.

Claims

1. Verfahren zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges, bei dem in einem ausgewählten Bereich der Betriebstemperatur des Betriebsmittels die Betriebstemperatur durch Steuerung des zeitlichen Volumenstromes des Betriebsmittels für den Wärmeaustausch zwischen dem Betriebsmittel und einem als Wärmeträger verwendeten Sekundär- Strömungsmittel auf einen vorgegebenen Sollwert in Abhängigkeit vom Istwert der Betriebstemperatur und/oder in Abhängigkeit vom Istwert von mindestens einem anderen Fahrzeugparameter, durch den eine bestimmte temperaturbeeinflussende Wirkung auf das Betriebsmittel vorhergesehen werden kann, selbsttätig einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte Bereich der Betriebstemperatur sowohl die in Warmlaufphasen des Antriebsaggregates auftretenden als auch die gegenüber dem Sollwert wesentlich höheren Temperaturwerte einschließt.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Betriebstemperatur auf einen vorgegebenen Sollwert unter zeitweiser Unterbindungung des Wärmeaustausches für eine veränderlichen Teilmenge des zeitlichen Volumenstromes des Betriebsmittels erfolgt.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein und dasselbe Sekundär-Strömungsmittel sowohl für den Wärmeaustausch bei der Einstellung der Betriebstemperatur auf einen vorgegebenen Sollwert auch in Warmlaufphasen des Antriebsaggregates wie auch bei wesentlich über dem Sollwert liegenden Betriebstemperaturen verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichet, daß die Einstellung der Betriebstemperatur auf einen vorgegebenen Sollwert durch Regelung erfolgt.

5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Betriebstemperatur auf einen vorgegebenen Sollwert zusätzlich in Abhängigkeit von dem Gradienten der Betriebstemperatur des Betriebsmittels erfolgt.

6. Verfahren nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Betriebstemperatur des Betriebsmittels auf einen vorgegebenen Sollwert in den Warmlaufphasen des Antriebsaggregates in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur des Sekundär-Strömungsmittels derart erfolgt, daß der dem Wärmeaustausch ausgesetzte zeitliche Volumenstrom des Betriebsmittels - wenn die Betriebstemperatur des Betriebsmittels größer als die Betriebstemperatur des Sekundär-Strömungsmittels ist - gegen Null, dagegen in Richtung auf ein Maximum eingestellt wird - wenn die Betriebstemperatur des Betriebsmittels kleiner als die Betriebstemperatur des Sekundär-Strömungsmittels ist.

7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichet, daß die Einstellung der Betriebstemperatur auf einen vorgegebenen Sollwert durch Steuerung erfolgt.

8. Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges, bei der in einem ausgewählten Bereich der Betriebstemperatur des Betriebsmittels die Betriebstemperatur durch Steuerung des zeitlichen Volumenstromes des Betriebsmittels durch einen Wärmetauscher (7) für den Wärmeaustausch zwischen dem Betriebsmittel und einem als Wärmeträger verwendeten Sekundär-Strömungsmittel auf einen vorgegebenen Sollwert in Abhängigkeit vom Istwert der Betriebstemperatur und/oder in Abhängigkeit vom Istwert von mindestens einem anderen Fahrzeugparameter, durch den eine bestimmte temperaturbeeinflussende Wirkung auf das Betriebsmittel vorhergesehen werden kann, selbsttätig einstellbar ist, mit einer den Wärmetauscher (7) umgehenden Bypaßleitung (8 oder 9) und einem Steuerventil (10 bis 14) für den Wärmeaustausch, das ein Ventilgehäuse mit einem an eine Versorgungsleitung (15) für das Betriebsmittel angeschlossenen Ventilanschluß (16) und mit einem mit dem Wärmetauscher (7) verbundenen Ventilanschluß (17) und mit einem mit der Bypaßleitung (8 oder 9) verbundenen Ventilanschluß (18) sowie ein in dem Ventilgehäuse beweglich angeordnetes Ventilstellglied (19 oder 20 oder 21) zur gesteuerten Verbindung von wenigstens zwei (16 u. 17 oder 16 u. 18) der Ventilanschlüsse (16 bis 18) aufweist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Bypaßleitung (8 oder 9) eine direkte Verbindung zwischen dem zugehörigen Ventilanschluß (18) des Steuerventiles (10 in Fig. 1; 11 in Fig. 2 oder 10 in Fig. 3; 12 in Fig. 4; 13 in Fig. 5; 14 in Fig. 6) einerseits und einem Sammelbehälter (22) für Betriebsmittel oder hydraulischen Verbrauchern (23) des Antriebsaggregates andererseits hergestellt ist.

9. Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach Patentanspruch 8, bei der der Wärmetauscher (7) durch eine Zulaufleitung (24) für Betriebsmittel mit dem zugehörigen Ventilanschluß (17) des Steuerventiles (10 bis 14) verbunden ist und eine Ablaufleitung (25 in Fig. 1, 2 oder 26 in Fig. 3-6) für Betriebsmittel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ablaufleitung (25 oder 26) eine direkte Verbindung zwischen dem Wärmetauscher (7) einerseits und einem Sammelbehälter (22 in Fig. 1, 2) für das hydraulische Betriebsmittel oder hydraulischen Verbrauchern (23 in Fig. 3-6) des Antriebsaggregates andererseits hergestellt ist.

10. Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach Patentanspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (10 in Fig. 1, 3 oder 12 bis 14 in Fig. 4 bis 6) als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist.

11. Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach Patentanspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (11 in Fig. 2) als Stromregelventil ausgebildet ist.

12. Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach einem der Patentansprüche 8 bis 11, mit einem elektronischen Steuergerät (27), das wenigstens einen Eingang (28) für gemessene oder ermittelte Istwerte der Betriebstemperatur und/oder Eingänge für gemessene oder ermittelte Istwerte der anderen Fahrzeugparameter und einen Ausgang (29) für ein aus dem Sollwert und wenigstens einem der Istwerte gebildetes Steuersignal für das Einstellen der Betriebstemperatur aufweist, und bei der das Steuerventil (10 in Fig. 1, 3; 11 in Fig. 2) mit einer mit dem Ausgang (29) des Steuergerätes (27) verbundenen elektromotorischen Ventilbetätigungseinheit (30) zur Betätigung seines Ventilstellgliedes (19) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromotorische Ventilbetätigungseinheit (30) des Steuerventiles (10 in Fig. 1, 3; 11 in Fig. 2) als Elektromagnet ausgebildet ist.

13. Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach einem der Patentansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor (31) zur Messung des Istwertes der Betriebstemperatur des Betriebsmittels und/oder das elektronische Steuergerät (27) in einem Sammelbehälter (22) für das Betriebsmittel angeordnet ist bzw. sind.

14. Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 7, bei der in einem ausgewählten Bereich der Betriebstemperatur des Betriebsmittels die Betriebstemperatur durch Steuerung des zeitlichen Volumenstromes des Betriebsmittels durch einen Wärmetauscher (7) für den Wärmeaustausch zwischen dem Betriebsmittel und einem als Wärmeträger verwendeten Sekundär-Strömungsmittel auf einen vorgegebenen Sollwert in Abhängigkeit vom Istwert der Betriebstemperatur selbsttätig einstellbar ist, mit einer den Wärmetauscher (7) umgehenden Bypaßleitung (9) und einem Steuerventil (12 in Fig. 4; 13 in Fig. 5; 14 in Fig. 6) für den Wärmeaustausch, das ein Ventilgehäuse mit einem an eine Versorgungsleitung (15) für das Betriebsmittel angeschlossenen Ventilanschluß (16), mit einem mit dem Wärmetauscher (7) verbundenen Ventilanschluß (17) und mit einem mit der Bypaßleitung (9) verbundenen Ventilanschluß (18) sowie zum gesteuerten Verbinden von wenigstens zwei (16 u. 17 oder 16 u. 18) der Ventilanschlüsse (16 bis 18) ein im Ventilgehäuse beweglich angeordnetes Ventilstellglied (20 in Fig. 4, 6; 21 in Fig. 5) aufweist, das durch ein auf Temperaturänderungen durch Gefügeänderung und/oder Verformung ansprechendes temperaturempfindliches Steuerungselement (32 in Fig. 4; 33 in Fig. 5. 34 in Fig. 6) betätigbar ist, und bei der das temperaturempfindliche Steuerungselement mit dem hydraulischen Betriebsmittel in wärmeübertragendem Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerungselement (32 in Fig. 4; 33 in Fig. 5; 34 in Fig. 6) in seiner Temperaturempfindlichkeit ausschließlich durch den Kontakt mit dem Betriebsmittel beeinflußt ist.

15. Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Steuerungselement (32 in Fig. 4) als Memoryfeder ausgebildet ist.

16. Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Steuerungselement (33 in Fig. 5) als Bimetallfeder ausgebildet ist.

17. Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Steuerungselement (34 in Fig. 5) als Dehnstoffelement ausgebildet ist.

18. Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach einem der Patentansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilstellglied des Steuerventiles (12 in Fig. 4; 13 in Fig. 5; 14 in Fig. 6) als axialbeweglicher Steuerschieber (20 in Fig. 4, 6; 21 in Fig. 5) ausgebildet ist.

19. Vorrichtung zum Beeinflussen der Betriebstemperatur eines hydraulischen Betriebsmittels für ein Antriebsaggregat eines Fahrzeuges nach einem der Patentansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsleitung (15) für das Betriebsmittel mit einer Förderpumpe (35) und einem Druckregelventil (36) verbunden ist.

20. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Wärmeaustausch ausgesetzte zeitliche Volumenstrom des Betriebsmittels in Richtung auf ein Maximum eingestellt wird - wenn die Betriebstemperatur des Betriebsmittels kleiner als ein signifikanter Mindestwert der Betriebstemperatur des Sekundär-Strömungsmittels ist.

21. Verfahren nach Patentanspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der signifikante Mindestwert der Betriebstemperatur des Sekundär-Strömungsmittels im Temperatur-Bereich zwischen 60°C und 110°C liegt.