DE19848935A1

DE19848935A1 - Automatgetriebe für Fahrzeuge mit einem hydrodynamischen Wandler

Info

Publication number: DE19848935A1
Application number: DE1998148935
Authority: DE
Inventors: Armin Gierling
Original assignee: ZF Batavia LLC
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2000-04-27
Anticipated expiration: 2018-10-24
Also published as: DE19848935B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Automatgetriebe für Fahrzeuge mit einem hydrodynamischen Wandler (1) und einer Reibkupplung (23) zum Unterbrechen des Leistungsflusses, deren Schlupf über ein Steuerventil (24) während des Stillstands des Fahrzeugs und einer Fahrposition eines Wählhebels des Getriebes von einer elektronischen Steuereinheit des Getriebes regelbar ist. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß der Reibkopplung (23) während der Schlupfphase eine erhöhte Menge Kühlöl zugeführt wird. Somit wird bei einem minimalen Kühlöldurchsatz eine ausreichende Kühlung der Reibkupplung (23) während des Schlupfbetriebs gewährleistet.

Description

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

Automatisch gesteuerte Getriebe werden in Kraftfahr zeugen immer häufiger eingesetzt. Hierbei kann es sich um Getriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung oder um Stufengetriebe handeln, die unter Last oder mit Zugkraftun terbrechung schaltbar sind. Um den Komfort solcher Getriebe beim Anfahren und Ändern der Übersetzung in niedrigen Über setzungsstufen komfortabler zu gestalten, wird in der Regel ein hydrodynamischer Wandler vorgesehen. Wegen des ungün stigen Wirkungsgrads des Wandlers ist diesem häufig eine Überbrückungskupplung zugeordnet, die in Betriebsbereichen zugeschaltet wird, wenn der Wandler nicht mehr benötigt wird. Im zugeschalteten Zustand übertragt die Überbrüc kungskupplung die Leistung von einer Antriebswelle des Wandlers auf eine Abtriebswelle.

Aufgrund der hydrodynamischen Drehmomentenübertragung im Wandler bei Leerlauf der Antriebsmaschine neigt das un gebremste, stillstehende Fahrzeug zum Kriechen, sobald über den Wählhebel des Getriebes eine Fahrposition angewählt wird. Die Kriechneigung ist besonders bei niedrigen Tempe raturen ausgeprägt, wenn die Ölviskosität erhöht ist. Um die Kriechneigung zu vermeiden, wird unter den genannten Randbedingungen eine Reibungskupplung im Leistungsfluß des Getriebes geöffnet, so daß das Fahrzeug stehen bleibt. Zweckmäßigerweise wird die Reibkupplung jedoch nur soweit geöffnet, daß zwar das Kriechen vermieden wird, jedoch die Reaktionszeit zum erneuten Schließen der Reibkupplung mög lichst kurz ist. Dadurch wird der Fahrkomfort verbessert.

Die leicht geöffnete Reibkupplung schleift und verur sacht Reibungsverluste, die die Temperatur an der Kupplung erhöhen. Dadurch kann je nach Dauer des Schleifens die Reibkupplung beschädigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung der Kupplung im Schlupfbetrieb sicherzustellen und im übri gen Wirkungsgradverluste zu vermeiden. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weite re Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung wird der Reibkupplung während der Schlupfphase eine erhöhte Menge Kühlöl zugeführt. Dadurch wird zum einen sichergestellt, daß die Reibkupplung auch bei der erhöhten Belastung ausreichend gekühlt und ge schmiert ist und somit einem geringen Verschleiß unterliegt und zum anderen die Wirkungsgradverluste, die üblicherweise mit einer verstärkten Kühlung und Schmierung zunehmen, ge ring gehalten werden, weil der erhöhte Kühlöldurchsatz auf den Bedarfsfall begrenzt ist.

Im Bedarfsfall wird zweckmäßigerweise die erhöhte Kühlölmenge über eine zusätzliche Leitung der Kupplung zu geführt, die von einem temperaturabhängigen Zuschaltventil mit steigender Öltemperatur zugeschaltet wird. Anstelle des temperaturabhängigen Zuschaltventils kann auch eine tempe raturabhängige Blende vorgesehen werden, die mit steigender Öltemperatur ihren Durchflußquerschnitt vergrößert. Das Zuschaltventil und die Blende werden zweckmäßigerweise pas siv betrieben, d. h., daß sie ein Thermoelement aus Bime tall oder Memorymetall besitzen, das vom Kühlöl an der Reibkupplung beaufschlagt wird. Zu diesem Zweck wird das Zuschaltventil oder die Blende nahe der Reibkupplung ange ordnet. Sie können aber auch in eine hydraulische Getriebe steuerung integriert werden, sofern dafür Sorge getragen wird, daß sie von einem Kühlölstrom aus der Nahe der Reib kupplung beaufschlagt werden. Steigt die Kühlöltemperatur in Folge das Schlupfes der Reibkupplung über einen vorbe stimmten Wert, spricht das Zuschaltventil bzw. die Blende an. Im übrigen können das Zuschaltventil bzw. die Blende auch aktiv über eine elektronische Getriebesteuerung in Abhängigkeit der Kühlöltemperatur angesteuert werden.

Der Kühlöldurchsatz kann ferner dadurch erhöht werden, daß ein temperaturabhängig gesteuertes Druckventil nahe der Reibkupplung den Druck des Kühlöls vor der Reibkupplung erhöht. Auch dieses Druckventil kann passiv über ein Ther moelement oder aktiv durch die elektronische Getriebesteue rung angesteuert werden.

In Ausgestaltung der Erfindung wird ferner vorgeschla gen, daß ein Zuschaltventil oder ein Druckventil angesteu ert wird, sobald ein Steuerventil betätigt wird, das den Schlupf der Reibkupplung regelt. Das Steuersignal kann elektrisch oder hydraulisch erzeugt werden. Somit wird si chergestellt, daß die Reibkupplung während des Schlupfbe triebs eine erhöhte Kühlölmenge erhält. Dieser Steuerung kann eine temperaturabhängige Steuerung durch die elektro nische Getriebesteuerung überlagert werden.

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

Es zeigt:

Fig. 1 eine reduzierte schematische Darstellung ei nes erfindungsgemäßen Automatgetriebes mit einem temperaturabhängigen Zuschaltventil, soweit sie zum Verständnis der Erfindung er forderlich ist,

Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1 mit einer tempera turabhängigen Drosselstelle,

Fig. 3 eine Variante zu Fig. 1 mit einem während des Schlupfbetriebs zuschaltbaren Zuschalt ventil,

Fig. 4 eine Variante zu Fig. 1 mit einem tempera turabhängigen Druckventil und

Fig. 5 eine Variante mit einer Druckerhöhung wäh rend des Schlupfbetriebs.

Ein hydrodynamischer Wandler 1 besitzt ein Pum penrad 2, das über ein Pumpengehäuse 9 mit einer Antriebs welle 7 verbunden ist. Das Pumpenrad 2 fördert im Kreislauf Öl über ein Leitrad 4 durch ein Turbinenrad 3. Dieses treibt eine Abtriebswelle 8 an. Das Leitrad 4 stützt sich über einen Freilauf 5 als Drehmomentenstütze im Gehäuse 6 ab.

Das Drucköl für den Wandler 1 und das nicht näher dar gestellte Getriebe sowie das Schmier- und Kühlöl werden von einer regelbaren Pumpe 14 zur Verfügung gestellt, die von einem Motor 15 angetrieben wird und Öl aus einem Ölsumpf 12 über einen Ölfilter 13 ansaugt. Sie fördert das Öl über einen Anschluß 18 zu weiteren Niederdruckverbrauchern, wäh rend sie über ein Hochdruckventil 16 und eine Leitung 28 Öl zu einem Zulauf 10 des Wandlers 1 fördert. Das Hochdruck ventil 16 ist über ein Druckregelventil 17 ansteuerbar. Ein Wandlersicherheitsventil 19 schützt den Wandler 1 gegen einen unzulässig hohen Überdruck. Von der Leitung 28 zweigt eine Leitung 31 zur Schmier- und Kühlölversorgung ab. Der Druck in der Leitung 31 wird gesteuert von einem Druckven til 20, hinter dem ein Rücklauf 11 des Wandlers I über eine Leitung 30 mit einem Rückschlagventil 21 einmündet. In der Leitung 31 ist ein Ölkühler 22 vorgesehen.

Die Leitung 31 verzweigt sich in Leitungen 32, 33, 34 für verschiedene Kühl- und Schmieraufgaben. Die Anzahl der Leitungen 32, 33, 34 richtet sich nach den Getriebeanforde rungen, wobei die Leitung 34 hier exemplarisch als eine Leitung sämtliche Getriebeschmierstellen, außer der Kupp lung 23, mit Öl versorgt. Die Leitung 33 vereinigt sich mit der Leitung 32 zu einer Leitung 35, die Schmier- und Kühlöl zu einer Reibkupplung 23 führt. Diese liegt im Leistungs fluß zwischen einer Antriebsmaschine und einer Getriebeaus gangswelle und ist bei der Stellung eines nicht näher dar gestellten Wählhebels in einer Fahrposition geschlossen.

Befindet sich die ebenfalls nicht näher dargestellte Antriebsmaschine im Leerlauf und steht das Fahrzeug, wird die Reibkupplung 23 durch ein Steuerventil 24 leicht ge öffnet, um ein Kriechen des Fahrzeugs zu vermeiden, ohne eine Betriebsbremse stark betätigen zu müssen. Das Steuer ventil 24 ist mit einer nicht näher dargestellten, elektro nischen Steuereinheit des Getriebes verbunden, die Signale entsprechend den Randbedingungen erzeugt.

Durch das Schleifen der Reibkupplung 23 wird Reibungs wärme erzeugt. Um die anfallende Wärme abzuführen, ohne während des übrigen Betriebs des Getriebes den Wirkungsgrad durch einen erhöhten Kühlöldurchsatz zu verschlechtern, ist in der zusätzlichen Leitung 32 ein Zuschaltventil 25 mit einem Thermoelement 36 in Form eines Bimetalls oder eines Memorymetalls vorgesehen, das die Leitung 32 der Leitung 33 zuschaltet, sobald die Öltemperatur ϑ einen Wert überschreitet. Dazu ist es zweckmäßig, daß das Zu schaltventil 25 in der Nähe der Kupplung 23 angeordnet ist und das Thermoelement 36 vom Kühlöl der Reibkupplung 23 beaufschlagt wird. Schließt die Reibkupplung 23, fällt die Kühlöltemperatur wieder ab und das Zuschaltventil schließt die zusätzliche Leitung 32.

Das Steuerventil 24 kann auch extern von der elektro nischen Getriebesteuerung in Abhängigkeit der Kühlöltempe ratur ϑ angesteuert werden.

Anstelle des Zuschaltventils 25 kann eine temperatur abhängige Drosselstelle in Form einer Blende 26 vorgesehen werden (Fig. 2). Sie wird im wesentlichen wie das Zuschalt ventil 25 angesteuert und verändert den Durchflußquer schnitt durch die zusätzliche Leitung 32 in Abhängigkeit der Kühlöltemperatur ϑ.

Die Ausführung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 1 dadurch, daß in der zusätzlichen Leitung 32 ein Zuschaltventil 39 vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Betätigung des Steuerventils 24 akti viert wird. Sobald durch das Steuerventil 24 die Reibkupp lung 23 leicht öffnet, schaltet das Zuschaltventil 39 den Durchfluß durch die zusätzliche Leitung 32 auf, so daß zu sätzliches Kühlöl zur Reibkupplung 23 gelangt. In Fig. 3 ist gezeigt, daß das Zuschaltventil 39 hydraulisch ange steuert wird. Es ist jedoch auch möglich, das Zuschaltven til 39 elektromagnetisch anzusteuern.

Bei den Ausführungen nach Fig. 5 und 6 entfällt die zusätzliche Leitung 32. Um den Kühlöldurchsatz durch die Reibkupplung 23 im Bedarfsfall zu erhöhen, wird der Druck p in der Leitung 31 entsprechend erhöht. Hierzu dient ein Druckventil 37 mit einem Thermoelement 27, das mit zuneh mender Kühlöltemperatur an der Reibkupplung 23 den Druck P in der Leitung 31 erhöht. Das Ventil 37 kann aber auch von der elektronischen Getriebesteuereinheitabhängigkeit von der Kühlöltemperatur angesteuert werden.

Das Druckventil 38 (Fig. 5) wird in ähnlicher Weise wie das Zuschaltventil 39 vom Steuerventil 24 angesteuert, so daß es den Druck p des Kühlöls in der Leitung 31 erhöht, sobald das Steuerventil 24 betätigt wird. Der von dem Steu erventil 24 abhängigen Ansteuerung des Druckventils 38 kann eine temperaturabhängige Ansteuerung von der elektronischen Steuereinheit des Getriebes überlagert sein. Eine solche überlagerte Ansteuerung kann auch bei dem Zuschaltventil 39 zweckmäßig sein.

Bezugszeichen

1

Wandler

2

Pumpenrad

3

Turbinenrad

4

Leitrad

5

Freilauf

6

Gehäuse

7

Antriebswelle

8

Abtriebswelle

9

Pumpengehäuse

10

Zulauf

11

Rücklauf

12

Ölsumpf

13

Ölfilter

14

Druckölpumpe

15

Pumpenmotor

16

Hochdruckventil

17

Druckregelventil

18

Anschluß

19

Wandlersicherheitsventil

20

Druckventil

21

Rückschlagventil

22

Ölkühler

23

Reibkupplung

24

Steuerventil

25

Zuschaltventil

26

Blende

27

Thermoelement

28

Leitung

30

Leitung

31

Leitung

32

Leitung

33

Leitung

34

Leitung

35

Leitung

36

Thermoelement

37

Druckventil

38

Druckventil

39

Zuschaltventil
ϑ Kühlöltemperatur

Claims

1. Automatgetriebe für Fahrzeuge mit einem hydrodyna mischen Wandler (1) und einer Reibkupplung (23) zum Unter brechen des Leistungsflusses, deren Schlupf über ein Steu erventil (24) während des Stillstands des Fahrzeugs und einer Fahrposition eines Wählhebels des Getriebes von einer elektronischen Steuereinheit des Getriebes regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibkupp lung (23) während der Schlupfphase eine erhöhte Menge Kühl öl zugeführt wird.

2. Automatgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß eine zusätzliche Lei tung (32) für Kühlöl vorgesehen ist, die von einem tempera turabhängigen Zuschaltventil (25) mit steigender Öltempera tur (ϑ) zugeschaltet wird.

3. Automatgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß eine zusätzliche Lei tung (32) für Kühlöl durch eine temperaturabhängige Blen de (26) mit steigender Öltemperatur (ϑ) zugeschaltet wird.

4. Automatgetriebe nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuschaltventil (25) oder die Blende (26) nahe der Reibkupp lung (23) angeordnet ist.

5. Automatgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuschalt ventil (25) oder die Blende (26) in einer hydraulischen Getriebesteuerung integriert ist und ihre Thermolemen te (36) von einem Ölstrom aus der Nähe der Reibkupp lung (23) beaufschlagt werden.

6. Automatgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß eine zusätzliche Lei tung (32) für Kühlöl durch ein Zuschaltventil (39) zuge schaltet wird, sobald ein Steuerventil (24) für die Reib kupplung (23) betätigt wird.

7. Automatgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kühlöldruck (p) vor der Reibkupplung (23) in Abhängigkeit von der Öltemperatur (ϑ) erhöht wird.

8. Automatgetriebe nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß ein temperaturabhängig ge steuertes Druckventil (37) nahe der Reibkupplung (23) ange ordnet ist.

9. Automatgetriebe nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß vor der Reibkupplung (23) ein Druckventil (38) vorgesehen ist, das auf einen höheren Druck schaltet, sobald das Steuerventil (24) betätigt wird.

10. Automatgetriebe nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerung des Zu schaltventils (39) bzw. des Druckventils (38) eine von der Kühlöltemperatur (ϑ) abhängige Regelung einer elektroni schen Getriebesteuerung überlagert ist.