DE102006031280A1

DE102006031280A1 - Kraftfahrzeug-Aggregat mit einem Hochtemperatur-Betriebsmodus

Info

Publication number: DE102006031280A1
Application number: DE200610031280
Authority: DE
Inventors: Andreas Gläser
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2008-01-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Aggregat, insbesondere ein elektrohydraulisch gesteuertes, automatisches oder automatisiertes Getriebe, mit einer Ölpumpe, die mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs verbunden oder wirkverbunden ist und einen Schmier- und Kühlölstrom für das Aggregat bzw. das Getriebe liefert, sowie mit einem elektronischen Steuergerät, das einen Hochtemperatur-Betriebsmodus aufweist und mit einem elektronischen Steuergerät des Antriebsmotors kommuniziert. Als Hochtemperatur-Betriebsmodus ist vorgesehen, dass eine Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors auf einen definierten Wert angehoben wird, wenn eine aktuelle Temperatur des Aggregates bzw. des Getriebes einen definierten Schwellwert oder eine maximale Auslegungs-Temperatur der Ölpumpe überschritten hat, wobei dieser Schwellwert bzw. diese maximale Auslegungs-Temperatur der Ölpumpe niedriger ist als eine maximal zulässige Betriebs-Temperatur des Aggregates bzw. des Getriebes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Aggregat mit einer Ölpumpe, die mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs verbunden oder wirkverbunden ist und einen Schmier- und Kühlölstrom für das Aggregat liefert, sowie mit einem elektronischen Steuergerät, das einen Hochtemperatur-Betriebsmodus aufweist und mit einem elektronischen Steuergerät des Antriebsmotors kommuniziert.
Bekanntlich orientiert sich die konstruktive Auslegung der Ölpumpe des Getriebes an dem getriebetypspezifisch Förderstrom, der in dem gesamten Betriebstemperaturbereich des Getriebes notwendig ist, um einerseits die Drehmomentübertragung und das Schalten der Kupplungen und Bremsen des Getriebes sicherzustellen und um andererseits auch die ausreichende Schmierung und Kühlung der Getriebebauteile zu gewährleisten. Zum einen verursachen hohe Betriebstemperaturen dabei eine vergleichsweise schnelle Alterung des Getriebeöls, zum anderen aber auch eine größere Leckagen im Getriebe und seiner elektrohydraulischen Steuerung. Zwar lässt sich eine vergrößerte Leckagemenge durch eine geometrisch bzw. volumetrisch vergrößerte Ölpumpe wieder ausgleichen, jedoch wirkt sich eine derartige Vergrößerung der Ölpumpe auch nachteilig auf die Leistungsaufnahme der Pumpe und damit nachteilig auf den Getriebewirkungsgrad aus.
Außerdem ist hinlänglich bekannt, dass elektronisch gesteuerte automatische oder automatisierte Fahrzeuggetriebe nicht in jedem Temperaturbereich problemlos betreibbar sind. Insbesondere in Verbindung mit innerhalb des Getriebes angeordneten elektronischen Bauelementen und mit Lebensdauer-Ölbefüllung des Getriebes ist die Einhaltung einer maximal zulässigen Getriebetemperatur für die ordnungsgemäße Funktion und Lebensdauer des Getriebes wichtig.
Um die Öltemperatur eines elektronisch gesteuerten Stufenautomatgetriebes nicht zu hoch werden zu lassen, sind aus dem Stand der Technik verschiedene steuerungstechnische Maßnahmen der elektronischen Getriebesteuerung bekannt. Beispielsweise wird in der US 4,733,581 vorgeschlagen, dass dann, wenn eine gemessene Öltemperatur des Getriebes einen maximal zulässigen Wert überschritten hat, die elektronische Steuerung des Getriebes ausgehend von dem aktuell eingelegten Gang automatisch in einen niedrigeren Gang mit gegenüber dem ursprünglichen Gang höheren Motordrehzahlen schaltet, sofern dies getriebeseitig möglich und motorseitig zulässig ist.
In der US 5,556,349 beispielsweise wird, um die Öltemperatur eines Stufenautomatgetriebes nicht zu hoch werden zu lassen, vorgeschlagen, dass die elektronische Steuerung des Getriebes über ein spezielles Hochtemperatur-Schaltkennfeld verfügt, das automatisch aktiviert wird, wenn eine sensierte Getriebetemperatur einen definierten Wert überschritten hat.
Aus der EP 0 751 323 A2 beispielsweise ist ein Verfahren zum Steuern des Eintritts in einen Hochtemperatur-Betriebsmodus in einem Automatgetriebe bekannt, bei dem der Gradient einer Getriebetemperatur überwacht wird und dann, wenn dieser Getriebetemperatur-Gradient einen definierten Schwellwert überschritten hat, ein spezieller Hochtemperatur-Betriebsmodus aktiviert wird.
Aus der DE 198 49 058 A1 schließlich ist eine Hochtemperatur-Betriebsstrategie eines elektronisch gesteuerten Automatgetriebes bekannt, bei der ein leistungsoptimiertes und temperatursenkendes Schaltprogramm des Getriebes aktiviert wird, wenn ein Bewertungszähler, der die aktuelle Fahraktivität des Fahrers bzw. die Sportlichkeit des aktuellen Fahrstils des Fahrers repräsentiert, innerhalb eines definierten Temperaturbereichs einen definierten Schwellwert erreicht hat.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hinsichtlich seines Hochtemperatur-Verhaltens verbessertes Kraftfahrzeug-Aggregat darzustellen, das eine mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs verbundene oder wirkverbundene Ölpumpe zur Bereitstellung eines Schmier- und Kühlölstroms für das Aggregat sowie ein elektronisches Steuergerät mit einem Hochtemperatur-Betriebsmodus aufweist. Ein derartiges Kraftfahrzeug-Aggregat ist insbesondere ein elektrohydraulisch gesteuertes, automatisches oder automatisiertes Getriebe oder eine Servolenkung.
Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch einen automatisches oder automatisiertes Getriebes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, 2 oder 3. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es besonders dann schwierig ist, eine ausreichende Kühlung eines automatischen oder automatisierten Kraftfahrzeug-Getriebes zu gewährleisten, wenn der mit dem Getriebe verbundene oder wirkverbundene Antriebsmotor im Bereich niedriger Drehzahlen betrieben wird. In der Regel ist die auch zur Bereitstellung von Schmieröl vorgesehene Ölpumpe des Getriebes direkt mit dem Antriebsmotor gekoppelt, sodass auch die Ölpumpe mit vergleichsweise niedriger Drehzahl rotiert und nur einen entsprechend niedrigen Ölvolumenstrom zum einen zur Schmierung und Kühlung des Getriebes und zum anderen auch zur Befüllung von Getriebeschaltelementen im Rahmen eines Gangeinlegens bereitstellt, wenn der Antriebsmotor im Bereich niedriger Drehzahlen betrieben wird. Wird der Antriebsmotor beispielsweise über einen längeren Zeitraum mit oder nahe Leerlaufdrehzahl betrieben, nachdem sich die Getriebeöltemperatur bereits auf einem hohen Niveau befindet, kann diese hohe Ausgangs-Öltemperatur unter Umständen infolge des im oder nahe Motorleerlauf vergleichsweise geringe Pumpenfördervolumens nicht mehr abgebaut werden, im schlimmsten Fall steigt die bereits hohe Ausgangs-Öltemperatur sogar noch weiter an.
Kern der Erfindung ist, dass eine Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors auf einen definierten Wert angehoben wird, wenn eine aktuelle Temperatur des Kraftfahrzeug-Aggregates, dessen Ölpumpe mit dem Antriebsmotor des Fahrzeugs verbunden oder wirkverbunden ist, einen definierten Schwellwert oder eine maximale Auslegungs-Temperatur seiner Ölpumpe überschritten hat, wobei dieser Schwellwert bzw. diese maximale Auslegungs-Temperatur der Ölpumpe niedriger ist als eine maximal zulässige Betriebs-Temperatur des Kraftfahrzeug-Aggregates.
So wird in einer ersten erfindungsgemäßen Lösung gemäß Patentanspruch 1 ein Kraftfahrzeug-Aggregat vorgeschlagen, das eine Ölpumpe aufweist, die mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs verbunden oder wirkverbunden ist und einen Schmier- und Kühlölstrom für das Aggregat liefert, und das ein elektronisches Steuergerät mit einem Hochtemperatur-Betriebsmodus aufweist und mit einem elektronisches Steuergerät des Antriebsmotors kommuniziert, wobei das elektronische Steuergerät des Aggregates als Hochtemperatur-Betriebsmodus bei dem elektronischen Steuergerät des Antriebsmotors eine Anhebung einer Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors auf einen definierten Wert anfordert, wenn eine aktuelle Temperatur des Aggregates einen definierten Schwellwert überschritten hat, der niedriger ist als eine maximal zulässige Betriebs-Temperatur des Aggregates.
In einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung gemäß Patentanspruch 2 wird ein Kraftfahrzeug-Aggregat vorgeschlagen, das eine Ölpumpe aufweist, die mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs verbunden oder wirkverbunden ist und einen Schmier- und Kühlölstrom für das Aggregat liefert, und das ein elektronisches Steuergerät mit einem Hochtemperatur-Betriebsmodus aufweist und mit einem elektronisches Steuergerät des Antriebsmotors kommuniziert, wobei die Ölpumpe volumetrisch anhand einer maximalen Auslegungs-Temperatur ausgelegt ist, die niedriger ist als eine maximal zulässige Betriebs-Temperatur des Aggregates, und wobei das elektronische Steuergerät des Aggregates als Hochtemperatur-Betriebsmodus bei dem elektronischen Steuergerät des Antriebsmotors eine Anhebung einer Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors auf einen definierten Wert anfordert, wenn eine aktuelle Temperatur des Aggregates einen definierten Schwellwert überschritten hat, der niedriger ist als die maximal zulässige Betriebs-Temperatur des Aggregates.
In einer dritten erfindungsgemäßen Lösung gemäß Patentanspruch 3 schließlich wird ein Kraftfahrzeug-Aggregat vorgeschlagen, das eine Ölpumpe aufweist, die mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs verbunden oder wirkverbunden ist und einen Schmier- und Kühlölstrom für das Aggregat liefert, und das ein elektronisches Steuergerät mit einem Hochtemperatur-Betriebsmodus aufweist und mit einem elektronisches Steuergerät des Antriebsmotors kommuniziert, wobei die Ölpumpe volumetrisch anhand einer maximalen Auslegungs-Temperatur ausgelegt ist, die niedriger ist als eine maximal zulässige Betriebs-Temperatur des Aggregates, und wobei das elektronische Steuergerät des Aggregates als Hochtemperatur-Betriebsmodus bei dem elektronischen Steuergerät des Antriebsmotors eine Anhebung einer Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors auf einen definierten Wert anfordert, wenn eine aktuelle Temperatur des Aggregates die maximale Auslegungs-Temperatur der Ölpumpe überschritten hat.
Das genannte Kraftfahrzeug-Aggregat ist bevorzugt ein elektrohydraulisch gesteuertes, automatisches oder automatisiertes Getriebe beliebiger Bauart, welches mit dem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs verbunden oder wirkverbunden ist. Beispielsweise kann das Getriebe als Stufenautomatgetriebe mit oder ohne Drehmomentwandler als Anfahrelement ausgebildet sein, oder als stufenlos schaltbares Getriebe mit Umschlingungsvariator oder Toroid-Variator oder hydrostatischem Variator sowie mit oder ohne Drehmomentwandler als Anfahrelement, oder als Doppelkupplungsgetriebe oder auch als automatisiertes Schaltgetriebe.
Das genannte Kraftfahrzeug-Aggregat kann aber auch ein Servolenkung des Fahrzeugs sein, die über eine vom Antriebsmotor des Fahrzeugs angetriebene Ölpumpe mit Hydraulikfluid versorgt wird.
Ist das genannte Kraftfahrzeug-Aggregat als automatisches oder automatisiertes Getriebe ausgebildet, so wird in vorteilhafter Weise bei allen drei erfindungsgemäßen Lösungen das Hochtemperatur-Verhalten dieses Getriebes dadurch verbessert, dass in dem für die Schmierung und Kühlung des Getriebes schwierigen Betriebsbereich des Kraftfahrzeugs, bei dem der Antriebsmotor im Bereich seiner Leerlaufdrehzahl betrieben wird, eine erhöhte Pumpenförderleistung sichergestellt wird, wenn in dem Getriebe eine definierte obere Grenztemperatur überschritten ist.
Die zweite und dritte erfindungsgemäße Lösung bieten den zusätzlichen Vorteil, dass die Ölpumpe von ihrer geometrischen bzw. volumetrischen Auslegung her vergleichsweise klein dimensioniert werden kann, da die mit ansteigender Öltemperatur überproportional ansteigenden Leckageverluste im Aggregat und dessen elektrohydraulischer Steuerung nicht vollständig kompensiert werden müssen, unabhängig davon, ob das Aggregat ein automatisches bzw. automatisiertes Getriebe oder eine Servolenkung ist. Ist beispielsweise die maximal zulässige Betriebs-Temperatur des Aggregates auf 130 Grad Celsius festgelegt, so kann als obere Auslegungs-Temperatur der Ölpumpe beispielsweise 100 Grad Celsius gewählt werden. Durch eine verringerte Pumpenaufnahmeleistung verbessert die volumetrisch kleiner dimensionierte Ölpumpe den Wirkungsgrad des Aggregates in einem großen Teil des Betriebsbereiches des Fahrzeugs. Dass die volumetrisch kleiner dimensionierte Ölpumpe in einem großen Teil des Betriebsbereiches des Aggregates weniger überschüssiges Drucköl produziert, verbessert zudem den Wärmehaushalt des Aggregates insgesamt.
In den Fällen, in denen die aktuelle Öltemperatur des Aggregates auf einen Wert oberhalb der Grenztemperatur zur Auslösung des Hochtemperatur-Betriebsmodus bzw. oberhalb der oberen Auslegungs-Temperatur seiner Ölpumpe ansteigt, also beispielsweise den Wert 100 Grad Celsius übersteigt, wird der nun erforderliche Zusatz-Kühlölbedarf durch eine Anhebung der Motorleerlaufdrehzahl und damit durch eine Anhebung der minimalen Ölpumpendrehzahl sichergestellt.

Claims

Kraftfahrzeug-Aggregat, mit einer Ölpumpe, die mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs verbunden oder wirkverbunden ist und einen Schmier- und Kühlölstrom für das Aggregat liefert, sowie mit einem elektronischen Steuergerät, das einen Hochtemperatur-Betriebsmodus aufweist und mit einem elektronischen Steuergerät des Antriebsmotors kommuniziert, wobei das elektronische Steuergerät des Aggregates als Hochtemperatur-Betriebsmodus bei dem elektronischen Steuergerät des Antriebsmotors eine Anhebung einer Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors auf einen definierten Wert anfordert, wenn eine aktuelle Temperatur des Aggregates einen definierten Schwellwert überschritten hat, der niedriger ist als eine maximal zulässige Betriebs-Temperatur des Aggregates.
Kraftfahrzeug-Aggregat, mit einer Ölpumpe, die mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs verbunden oder wirkverbunden ist und einen Schmier- und Kühlölstrom für das Aggregat liefert, sowie mit einem elektronischen Steuergerät, das einen Hochtemperatur-Betriebsmodus aufweist und mit einem elektronischen Steuergerät des Antriebsmotors kommuniziert, wobei die Ölpumpe volumetrisch anhand einer maximalen Auslegungs-Temperatur ausgelegt ist, die niedriger ist als eine maximal zulässige Betriebs-Temperatur des Aggregates, und wobei das elektronische Steuergerät des Aggregates als Hochtemperatur-Betriebsmodus bei dem elektronischen Steuergerät des Antriebsmotors eine Anhebung einer Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors auf einen definierten Wert anfordert, wenn eine aktuelle Temperatur des Aggregates einen definierten Schwellwert überschritten hat, der niedriger ist als die maximal zulässige Betriebs-Temperatur des Aggregates.
Kraftfahrzeug-Aggregat, mit einer Ölpumpe, die mit einem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs verbunden oder wirkverbunden ist und einen Schmier- und Kühlölstrom für das Aggregat liefert, sowie mit einem elektronischen Steuergerät, das einen Hochtemperatur-Betriebsmodus aufweist und mit einem elektronischen Steuergerät des Antriebsmotors kommuniziert, wobei die Ölpumpe volumetrisch anhand einer maximalen Auslegungs-Temperatur ausgelegt ist, die niedriger ist als eine maximal zulässige Betriebs-Temperatur des Aggregates, und wobei das elektronische Steuergerät des Aggregates als Hochtemperatur-Betriebsmodus bei dem elektronischen Steuergerät des Antriebsmotors eine Anhebung einer Leerlaufdrehzahl des Antriebsmotors auf einen definierten Wert anfordert, wenn eine aktuelle Temperatur des Aggregates die maximale Auslegungs-Temperatur der Ölpumpe überschritten hat.
Kraftfahrzeug-Aggregat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, dass das Aggregat ein elektrohydraulisch gesteuertes, automatisches oder automatisiertes Getriebe des Kraftfahrzeugs ist, das mit dem Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs verbunden oder wirkverbunden ist.
Kraftfahrzeug-Aggregat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, dass das Aggregat eine Servolenkung des Kraftfahrzeugs ist, die über eine vom Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs angetriebene Ölpumpe mit Hydraulikfluid versorgt wird.