DE102015205199A1

DE102015205199A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Gewährleistung der Ölversorgung des Sekundärkreises eines Hydraulikkreises eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine getriebeeingangsseitig antreibbare Hauptölpumpe und eine elektrisch antreibbare, mit dem Primärkreis des Hydraulikkreises fluidtechnisch verbundene Zusatzölpumpe

Info

Publication number: DE102015205199A1
Application number: DE102015205199.4A
Authority: DE
Inventors: Armin Haugg; Thilo Schmidt; Markus Herrmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2016-09-29

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Gewährleistung der Ölversorgung eines Sekundärkreises (14) eines Hydraulikkreises eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine getriebeeingangsseitig antreibbare Hauptölpumpe (2) und eine elektrisch antreibbare, direkt in einen Primärkreis (15) des Hydraulikkreises fördernde Zusatzölpumpe (3), wobei der Hydraulikkreis ein Systemdruckrückhalteventil (6) aufweist, welches einen Ölstrom vom Primärkreis (15) in Richtung eines Systemdruckventils (4), über das der Sekundärkreis (14) mit Öl versorgt wird, blockiert und ein Leerlaufen einer Druckleitung zwischen Hauptölpumpe (2) und Systemdruckventil (4) in Richtung des Primärkreises (15) verhindert, wobei zwischen dem Ausgang der Zusatzölpumpe (3) und einer Leitung (12), welche das Systemdruckrückhalteventil (5) mit dem Systemdruckventil (4) fluidtechnisch verbindet, ein Bypassventil (6) angeordnet ist, mittels dessen das Systemdruckrückhalteventil (5) umgehbar ist, wobei das Bypassventil (6) dazu eingerichtet ist im geöffneten Zustand einen Ölstrom nur in Richtung des Systemdruckventils (4) zuzulassen und bei einem vorgegebenen Druck des Primärkreises (15) zu öffnen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewährleistung der Ölversorgung des Sekundärkreises eines Hydraulikkreises eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine getriebeeingangsseitig antreibbare Hauptölpumpe und eine elektrisch antreibbare, mit dem Primärkreis des Hydraulikkreises fluidtechnisch verbundene Zusatzölpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Gewährleistung der Ölversorgung des Sekundärkreises eines Hydraulikkreises eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine getriebeeingangsseitig antreibbare Hauptölpumpe und eine elektrisch antreibbare, mit dem Primärkreis des Hydraulikkreises fluidtechnisch verbundene Zusatzölpumpe.
Um eine Reduzierung der CO2 Emissionen zu erzielen, weisen moderne Kraftfahrzeuge eine so genannte Segel-Funktion auf, bei der während der Fahrt der Verbrennungsmotor vom Antriebsstrang abgekoppelt wird und im Leerlauf weiterläuft, wodurch Schleppverluste reduziert werden.
Ferner ist bekannt, die Segel-Funktion bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor zu realisieren, wobei in diesem Fall die vom Verbrennungsmotor antreibbare Hauptölpumpe des Fahrzeugs steht, so dass zur Gewährleistung der Ölversorgung des Primärkreises, umfassend die Steuerung der Ventile der Schaltelemente des Getriebes und des Sekundärkreises, umfassend die Kühlung und Schmierung der Getriebekomponenten, zumindest eine elektrisch antreibbare Zusatzölpumpe vorgesehen ist.
Aus der Patentanmeldung US 2013 213 501 A1 ist bekannt, eine Schmierölversorgung mit stehender Hauptölpumpe durch eine elektrisch angetriebene Ölpumpe zu realisieren, wobei das Systemdruckventil über ein Bypass-Ventil mit Öl beaufschlagt werden kann.
Des Weiteren geht aus der Offenlegung DE 10 2009 002 804 A1 der Anmelderin ein Verfahren zur Antriebssteuerung eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs mit einer getriebeeingangsseitig mechanisch antreibbaren Hauptölpumpe und einer elektrisch antreibbaren Zusatzölpumpe, die in einen Druckölkreis fördern, hervor, im Rahmen dessen die Zusatzölpumpe eingeschaltet wird, wenn eine oder mehrere Kupplungen und/oder Bremsen des Getriebes durch eine Steuerungseinrichtung gesteuert mit Drucköl beaufschlagt werden, wobei die Druckölförderung in den Druckölkreis durch die Zusatzölpumpe zeitverzögert erfolgt, wenn der Druck im Druckölkreis aufgrund der Kupplungs- und/oder Bremsbetätigung wenigstens zeitweise unter den Systemdruck der Hauptölpumpe im statischen Betrieb abgesunken ist.
Aus der DE 10 2009 014 732 A1 ist ein Hydrauliksteuerungssystem bekannt, um Schmier- und Kühlfluid zu verschiedenen Bauteilen eines Lastschaltgetriebes sowie Druckfluid für eine gesteuerte Einrückung und Ausrückung der verschiedenen Schaltelemente des Getriebes zu liefern, welches eine maschinengetriebene Hauptpumpe und eine elektrisch angetriebene Hilfspumpe umfasst. Hierbei kann die Hauptpumpe abgeschaltet werden, wenn der gegenwärtige Hilfspumpendruck gleich den gegenwärtigen Leitungsdruckanforderungen des Getriebes ist.
Aus der DE 10 2005 013 137 A1 der Anmelderin ist bekannt, dass das durch eine elektrisch angetriebene Zusatzölpumpe geförderte Öl in Richtung eines Hauptdruckventils eines Hydrauliksystems mittels eines Bypasses mit einem Rückschlagventil das Hauptdruckventil umgehen kann, um einen Hauptdruckzweig vorzufüllen. Hierbei sind die Hauptölpumpe und die Zusatzölpumpe über das Hauptdruckventil mit einem Druckregler und Schaltelementen oder anderen hydraulischen Steuereinrichtungen verbunden, welche beispielsweise mit hydraulischen Aktuatoren innerhalb eines Automatgetriebes und/oder mit hydraulischen Aktuatoren für die Einstellung eines Anfahrelementes verbunden sind. Dabei gestattet ein zweites Rückschlagventil in einer Vorbefüllleitung den Zufluss von durch die elektrisch angetriebene Zusatzölpumpe gefördertem Öl in dem Hauptdruckzweig, verhindert jedoch den Fluss in umgekehrter Richtung. Beide Ölpumpen sind über das Hauptdruckventil bzw. über ein erstes Rückschlagventil mit einem zweiten Leitungszweig, der als Niederdruckzweig dient, verbunden, der Elemente zur Schmierung des Getriebes und Elemente zur Kühlung des Anfahrelementes versorgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Gewährleistung der Ölversorgung des Sekundärkreises eines Hydraulikkreises eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine getriebeeingangsseitig antreibbare Hauptölpumpe und eine elektrisch antreibbare, mit dem Primärkreis des Hydraulikkreises fluidtechnisch verbundene Zusatzölpumpe bei inaktiver Hauptölpumpe anzugeben. Ferner soll ein Verfahren zur Gewährleistung der Ölversorgung des Sekundärkreises eines Hydraulikkreises eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine getriebeeingangsseitig antreibbare Hauptölpumpe und eine elektrisch antreibbare, mit dem Primärkreis des Hydraulikkreises fluidtechnisch verbundene Zusatzölpumpe bei inaktiver Hauptölpumpe angegeben werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Vorrichtung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein Verfahren ist Gegenstand des Patentanspruchs 4. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den entsprechenden Unteransprüchen hervor.
Demnach wird eine Vorrichtung zur Gewährleistung der Ölversorgung des Sekundärkreises eines Hydraulikkreises eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine getriebeeingangsseitig antreibbare Hauptölpumpe und eine elektrisch antreibbare, mit dem Primärkreis des Hydraulikkreises fluidtechnisch verbundene, also in den Primärkreis fördernde Zusatzölpumpe vorgeschlagen. Dabei weist der Hydraulikkreis ein Systemdruckrückhalteventil auf, welches einen Ölstrom vom Primärkreis in Richtung eines Systemdruckventils blockiert. Dieses Systemdruckrückhalteventil verhindert ein Leerlaufen des Druckkanals zwischen Hauptölpumpe und Systemdruckventil in Richtung des Primärkreises.
Ein Leerlaufen der Druckleitung zwischen Hauptölpumpe und Systemdruckventil bei inaktiver Hauptölpumpe über den Sekundärkreis wird durch das Systemdruckventil selbst verhindert, da das Systemdruckventil bei mangelnder Druckversorgung die Zuleitung zum Sekundärkreis verschließt.
Gemäß der Erfindung ist zwischen dem Ausgang der Zusatzölpumpe und einer Leitung, welche das Systemdruckrückhalteventil mit dem Systemdruckventil fluidtechnisch verbindet, ein Bypassventil angeordnet, mittels dessen das Systemdruckrückhalteventil umgangen wird, wobei das Bypassventil im geöffneten Zustand einen Ölstrom nur in Richtung des Systemdruckventils zulässt und bei einem vorgegebenen Druck des Primärkreises öffnet. Somit speist die Zusatzölpumpe zum Zweck der Ölversorgung des Sekundärkreises Öl nach dem Systemdruckrückhalteventil ein.
Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Bypassventil als angefedertes Plattenventil ausgeführt.
Vorzugsweise ist der Druck des Primärkreises, der zum Öffnen des Bypassventils erforderlich ist, wesentlich geringer als eine Solldruckvorgabe des Systemdrucks.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Gewährleistung der Ölversorgung des Sekundärkreises wird demnach das Systemdruckrückhalteventil mittels eines zwischen dem Ausgang der Zusatzölpumpe und einer Leitung, welche das Systemdruckrückhalteventil mit dem Systemdruckventil fluidtechnisch verbindet, angeordneten Bypassventils umgangen, wobei das Bypassventil im geöffneten Zustand einen Ölstrom nur in Richtung des Systemdruckventils zulässt und bei einem vorgegebenen Druck des Primärkreises öffnet, wodurch gewährleistet wird, dass bei stehender Hauptölpumpe der Druckkanal zwischen Hauptölpumpe und Systemdruckventil nicht in Richtung des Primärkreises leerlaufen kann.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption bleibt die Funktionalität des Systemdruckrückhalteventils bei einem von der Zusatzölpumpe erzeugten Druck, der geringer ist als der vorgegebene Druck zum Öffnen des Bypassventils, erhalten.
Gemäß der Erfindung wird das Systemdruckventil des Hydraulikkreises über eine Solldruckvorgabe zur Aktivierung und Deaktivierung der Ölversorgung des Sekundärkreises derart angesteuert, dass, wenn die Solldruckvorgabe am Systemdruckventil höher ist als der von Zusatzölpumpe erzeugte Druck, die Schmierung deaktiviert wird, wodurch der von der Zusatzölpumpe erzeugte Volumenstrom ausschließlich in den Primärkreis fließt, wobei wenn die Solldruckvorgabe am Systemdruckventil niedriger ist als der von Zusatzölpumpe erzeugte Druck, die Ölversorgung des Sekundärkreises aktiviert wird und der von der Zusatzölpumpe erzeugter Volumenstrom in den Sekundärkreis eingespeist wird, solange der Primärkreis gesättigt ist. Wenn der Druck im Primärkreis sinkt, sinkt auch der von Zusatzölpumpe erzeugte Druck am Systemdruckventil, so dass die Ölversorgung des Sekundärkreises deaktiviert wird, wenn die Solldruckvorgabe am Systemdruckventil höher ist als der von Zusatzölpumpe erzeugte Druck. Über den Sekundärkreis wird beispielsweise die Schmierung des Automatgetriebes mit Öl versorgt. Durch gezielte Wahl der Solldruckvorgabe ist es somit möglich die Schmierung als Maßnahme zur Reduktion des Ölverbrauchs zu deaktivieren. Dies ist in gewissen Betriebssituationen des Automatgetriebes möglich. Dadurch ist es möglich den Gesamtwirkungsgrad des Automatgetriebes zu verbessern.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur, welche die Anordnung des Bypassventils und der Zusatzölpumpe im Hydraulikkreis eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine getriebeeingangsseitig antreibbare Hauptölpumpe und eine elektrisch antreibbare, mit dem Primärkreis des Hydraulikkreises fluidtechnisch verbundene Zusatzölpumpe darstellt, beispielhaft näher erläutert. Hydraulikkreise von Getrieben sind dem Fachmann bestens bekannt, so dass im Rahmen der folgenden Figurenbeschreibung nur die erfindungsrelevanten Bauteile dargestellt und erläutert werden.
In der beigefügten Figur ist mit 1 ein Ölsumpf bezeichnet, der mit der Hauptölpumpe 2 und der Zusatzölpumpe 3 über Saugleitungen 7, 8 fluidtechnisch verbunden ist. Ferner ist mit 4 das Systemdruckventil bezeichnet, wobei das Systemdruckrückhalteventil, welches bei dem gezeigten Beispiel als Plattenventil ausgeführt ist, mit dem Bezugszeichen 5 versehen ist. Ferner ist mit 9 eine Ansteuerleitung für das Systemdruckventil 4 bezeichnet, über die eine Solldruckvorgabe 16 an das Systemdruckventil 4 vorgebbar ist. Die Druckleitung zu einem Sekundärkreis 14 ist mit 10, und die Druckleitung zu einem Primärkreis 15 ist mit 11 bezeichnet. In der Figur ist mit 13 ein Rückschlagventil bezeichnet.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf die beigefügte Figur ist zwischen dem Ausgang der Zusatzölpumpe 3 und einer Leitung 12, welche das Systemdruckrückhalteventil 5 mit dem Systemdruckventil 4 fluidtechnisch verbindet, ein als angefedertes Plattenventil ausgeführtes Bypassventil 6 angeordnet, mittels dessen das Systemdruckrückhalteventil 5 umgangen wird. Das Bypassventil 6 öffnet bei einem vorgegebenen von der Zusatzölpumpe 3 erzeugten Druck und lässt im geöffneten Zustand einen Ölstrom nur in Richtung des Systemdruckventils 4 zu.
Gemäß der Erfindung wird das Systemdruckventil 4 über die Solldruckvorgabe 16 zur Aktivierung und Deaktivierung der Ölversorgung des Sekundärkreises 14 über die Ansteuerleitung 9 angesteuert, dass, wenn die Solldruckvorgabe 16 am Systemdruckventil 4 höher ist als der von Zusatzölpumpe 3 erzeugte Druck in der Leitung 12, welche das Systemdruckrückhalteventil 5 mit dem Systemdruckventil 4 fluidtechnisch verbindet, die Ölversorgung des Sekundärkreises 15 über die Zusatzölpumpe 3, und damit die Schmierung des Automatgetriebes deaktiviert wird, wodurch der von der Zusatzölpumpe 3 erzeugte Volumenstrom über die Druckleitung 11 ausschließlich in den Primärkreis 15 fließt. Wenn die Solldruckvorgabe 16 am Systemdruckventil 4 niedriger ist als der von Zusatzölpumpe 3 erzeugte Druck, wird die Ölversorgung des Sekundärkreises 14 aktiviert, so dass von der Zusatzölpumpe 3 erzeugter Volumenstrom über die Druckleitung 10 in den Sekundärkreis 14 eingespeist wird, solange der Primärkreis 15 gesättigt ist.
Bezugszeichenliste

1: Ölsumpf
2: Hauptölpumpe
3: Zusatzölpumpe
4: Systemdruckventil
5: Systemdruckrückhalteventil
6: Bypassventil
7: Saugleitung
8: Saugleitung
9: Ansteuerleitung
10: Druckleitung zum Sekundärkreis
11: Druckleitung zum Primärkreis
12: Leitung
13: Rückschlagventil
14: Sekundärkreis
15: Primärkreis
16: Solldruckvorgabe des Systemdruckventils

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2013213501 A1 [0004]
DE 102009002804 A1 [0005]
DE 102009014732 A1 [0006]
DE 102005013137 A1 [0007]

Claims

Vorrichtung zur Gewährleistung der Ölversorgung eines Sekundärkreises (14) eines Hydraulikkreises eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine getriebeeingangsseitig antreibbare Hauptölpumpe (2) und eine elektrisch antreibbare, direkt in einen Primärkreis (15) des Hydraulikkreises fördernde Zusatzölpumpe (3), wobei der Hydraulikkreis ein Systemdruckrückhalteventil (6) aufweist, welches einen Ölstrom vom Primärkreis (15) in Richtung eines Systemdruckventils (4), über das der Sekundärkreis (14) mit Öl versorgt wird, blockiert und ein Leerlaufen einer Druckleitung zwischen Hauptölpumpe (2) und Systemdruckventil (4) in Richtung des Primärkreises (15) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ausgang der Zusatzölpumpe (3) und einer Leitung (12), welche das Systemdruckrückhalteventil (5) mit dem Systemdruckventil (4) fluidtechnisch verbindet, ein Bypassventil (6) angeordnet ist, mittels dessen das Systemdruckrückhalteventil (5) umgehbar ist, wobei das Bypassventil (6) dazu eingerichtet ist im geöffneten Zustand einen Ölstrom nur in Richtung des Systemdruckventils (4) zuzulassen und bei einem vorgegebenen Druck des Primärkreises (15) zu öffnen.
Vorrichtung zur Gewährleistung der Ölversorgung des Sekundärkreises (14) eines Hydraulikkreises eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (6) als angefedertes Plattenventil ausgeführt ist.
Vorrichtung zur Gewährleistung der Ölversorgung des Sekundärkreises (14) eines Hydraulikkreises eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Druck zum Öffnen des Bypassventils (5) wesentlich geringer ist als eine Solldruckvorgabe (16) am Systemdruckventil (4).
Verfahren zur Gewährleistung der Ölversorgung des Sekundärkreises (14) eines Hydraulikkreises eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine getriebeeingangsseitig antreibbare Hauptölpumpe (2) und eine elektrisch antreibbare, direkt in einen Primärkreis (15) des Hydraulikkreises fördernde Zusatzölpumpe (3), wobei der Hydraulikkreis ein Systemdruckrückhalteventil (5) aufweist, welches einen Ölstrom vom Primärkreis (15) in Richtung eines Systemdruckventils (4), über das der Sekundärkreis (14) mit Öl versorgt wird, blockiert und ein Leerlaufen einer Druckleitung zwischen Hauptölpumpe (2) und Systemdruckventil (4) in Richtung des Primärkreises (15) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemdruckrückhalteventil (5) mittels eines zwischen dem Ausgang der Zusatzölpumpe (3) und einer Leitung (12), welche das Systemdruckrückhalteventil (5) mit dem Systemdruckventil (4) fluidtechnisch verbindet angeordneten Bypassventils (6) umgangen wird, wobei das Bypassventil (6) im geöffneten Zustand einen Ölstrom nur in Richtung des Systemdruckventils (4) zulässt und bei einem vorgegebenen Druck des Primärkreises (15) öffnet.
Verfahren zur Gewährleistung der Ölversorgung des Sekundärkreises (14) eines Hydraulikkreises eines mehrstufigen Automatgetriebes eines Kraftfahrzeugs, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemdruckventil (4) über eine Solldruckvorgabe (16) zur Aktivierung und Deaktivierung der Ölversorgung des Sekundärkreises (14) bei inaktiver Hauptölpumpe (2) derart angesteuert wird, dass, wenn die Solldruckvorgabe (16) am Systemdruckventil (4) höher ist als der von Zusatzölpumpe (3) erzeugte Druck, die Ölversorgung des Sekundärkreises (14) deaktiviert wird, wodurch der von der Zusatzölpumpe (3) erzeugte Volumenstrom ausschließlich in den Primärkreis (15) fließt, wobei wenn die Solldruckvorgabe (16) am Systemdruckventil (4) niedriger ist als der von Zusatzölpumpe (3) erzeugte Druck, die Ölversorgung des Sekundärkreises (14) aktiviert wird und der von der Zusatzölpumpe (3) erzeugte Volumenstrom über das Bypassventil (6) in den Sekundärkreis (14) eingespeist wird, solange der im Primärkreis (15) herrschende Druck höher ist als die Solldruckvorgabe (16).