DE10033201A1

DE10033201A1 - Hydraulisches System

Info

Publication number: DE10033201A1
Application number: DE10033201A
Authority: DE
Inventors: Ralf Vorndran
Original assignee: ZF Batavia LLC
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2002-01-17
Also published as: US6527668B2; US20020004436A1

Abstract

Das Hydraulikschema für ein stufenloses Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeuges, mit einem Variator, der über ein hydraulisches Steuergerät angesteuert wird, weist einen im Schmier-/Kühlkreislauf angeordneten Kühler (11) für das Öl auf, von dem eine Leitung (14) zum Ölsumpf (1) führt. In Strömungsrichtung gesehen, nach dem Kühler (11) liegend, ist eine Blende (13) in der Leitung (14) angeordnet, deren Durchlaßquerschnitt als Funktion der Drehzahl des Antriebsmotors des Fahrzeugs und/oder dessen Fahrzeuggeschwindigkeit steuerbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydraulisches System für ein stufenloses Getriebe eines Kraftfahrzeuges, mit einem Variator, der ein antriebsseitig angeordnetes erstes Kegelscheibenpaar und ein abtriebsseitig angeordne tes zweites Kegelscheibenpaar aufweist, zwischen denen ein Umschlingungsorgan umläuft, wobei das erste Kegelscheiben paar eine in Axialrichtung gesteuert verschiebbare Primär scheibe und das zweite Kegelscheibenpaar eine in Axialrich tung gesteuert verschiebbare Sekundärscheibe aufweist und Primärscheibe und Sekundärscheibe über ein hydraulisches Steuergerät angesteuert werden, das elektromagnetische Stellglieder und hydraulische Ventile aufweist, deren Funk tionen durch ein elektronisches Steuergerät bestimmt wer den, und mit einem im Schmier-/Kühlkreislauf des hydrauli schen Systems angeordneten Kühler für das Öl, von dem eine Leitung zum Ölsumpf führt.

Derartige stufenlose Automatgetriebe, auch CVT ge nannt, weisen daneben noch eine Anfahreinheit in Form eines hydrodynamischen Wandlers auf, eine Vorwärts-/Rückwärts fahreinheit, eine Zwischenwelle und ein Differential. Sie werden üblicherweise vom Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges über eine Antriebswelle angetrieben; die Vorwärts-/Rück wärtsfahreinheit besteht meistens aus einem Planetenwende getriebe mit mindestens einem Sonnenrad, mehreren Planeten, einem Hohlrad, einer Bremse und einer naßlaufenden Lamel lenkupplung.

Der Variator besteht aus zwei Kegelscheibenpaaren und einem Umschlingungsorgan, wobei jedes Kegelscheibenpaar aus einer in Axialrichtung feststehenden ersten Kegelscheibe und einer in Axialrichtung verschiebbaren zweiten Kegel scheibe besteht. Die antriebsseitig angeordnete gesteuert verschiebbare zweite Kegelscheibe wird als Primärscheibe bezeichnet und die abtriebsseitig angeordnete gesteuert verschiebbare zweite Kegelscheibe als Sekundärscheibe. Das zwischen diesen Kegelscheibenpaaren umlaufende Umschlin gungsorgan ist meistens ein Schubgliederband. Über die Ver stellung der zweiten Kegelscheibe ändert sich der Laufradi us des Umschlingungsorgans und damit die Übersetzung des stufenlosen Getriebes. Das zweite Kegelscheibenpaar ist dabei drehfest mit einer Abtriebswelle verbunden, die das Moment über ein Zahnradpaar auf eine Zwischenwelle über trägt, die der Drehrichtungsumkehr und der Moment- und Drehzahlanpassung dient. Das Moment der Zwischenwelle wird über ein weiteres Zahnradpaar auf das Differential übertra gen.

Die Steuerung des stufenlosen Automatgetriebes wird durch das elektronische Steuergerät über das hydraulische Steuergerät ausgeführt, wobei letzteres die elektromagneti schen Stellglieder und die hydraulischen Ventile beinhal tet. Eine Pumpe fördert hierbei das Öl vom Ölsumpf zum hy draulischen Steuergerät und zu den Schmierstellen des Ge triebes.

Aus der EP A 634 590 ist ein hydraulisches System zur Verstellung der Primärscheibe bzw. Sekundärscheibe über jeweils ein hydraulisches Ventil bekannt. Das erste Ventil steuert dabei die Primärscheibe und das zweite Ventil die Sekundärscheibe. Sowohl das erste als auch das zweite Ven til werden durch einen elektromagnetischen Druckregler vor gesteuert. Das zweite Ventil wird von der Pumpe mit Druck medium versorgt, während die Druckversorgung des ersten Ventils über eine Steuerkante des zweiten Ventils einge stellt wird. Das Druckniveau der Versorgungsleitung für das erste Ventil ist somit identisch mit dem von der Pumpe ge lieferten Druckniveau.

Aus der DE A 195 33 976 ist ein Hydrauliksystem zur Steuerung eines stufenlosen Automatgetriebes bekannt, mit einer Pumpe, einem zentralen ersten Hydraulikzweig, der die Primärscheibe, die Sekundärscheibe, den hydrodynamischen Wandler, Schmierstellen sowie die Kupplung bzw. Bremse für Vorwärts-/Rückwärtsfahrt versorgt. Ein zweiter Hydrau likzweig ist über ein Druckreduzierventil am ersten Hydrau likzweig angeschlossen und versorgt eine Reihe elektroma gnetischer Druckregler.

Um die während des Betriebes eines derartigen stufen losen Automatgetriebes sich erwärmende Ölmenge zu kühlen, ist bei manchen Getrieben ein Kühlkreislauf in dem hydrau lischen System vorgesehen, mit einem Kühler, der vom Öl durchströmt wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das stufenlose Getriebe zu seiner Versorgung mit einer sauggedrosselten Radialkolbenpumpe versehen ist, deren Vo lumenstrom auf einen bestimmten Wert begrenzt ist. In die sem Fall ist die Ölmenge, die den Kühler durchströmt, im wesentlichen abhängig von der Volumenstrombilanz im Ge samtgetriebe und insbesondere vom Ölverbrauch des Variators beim Verstellen der Primär- und der Sekundärscheibe und der steuerungsinternen Leckage.

Bei derartigen Getrieben wurde nun festgestellt, daß bei Vollastbetrieb die verfügbare Ölmenge, die den Kühler durchströmt und die durch Festblenden bestimmt ist, nicht ausreicht, um die anfallende Wärme vollständig über den Kühler abzuführen. Die den Kühler durchströmende Ölmenge ist ferner dadurch begrenzt, daß unter Berücksichtigung des kühlungsbedingten Abflusses von Öl aus dem Bereich der Wandlerkupplung deren Übertragungsfähigkeit für die übli chen Fahrmanöver noch ausreichen muß unter Berücksichtigung des maximalen Volumenbedarfs für die Verstellung der Pri märscheibe und der Sekundärscheibe des Variators.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein hydraulisches System vorzuschlagen, das auch bei derartigen mit sauggedrosselten Radialkolbenpumpen versehenen stufenlosen Automatgetrieben eine ausreichende Kühlung des Öles unter Gewährleistung der Übertragungsfähigkeit der Wandlerkupplung gewährleistet.

Ausgehend von einem hydraulischen System der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenem Merkmal; ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist im Un teranspruch beschrieben.

Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß bei Vollastbetrieb und bei Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs der Variator in einem einzigen Betriebspunkt der sogenann ten TOP-Übersetzung, betrieben wird. Dies heißt, daß in diesem Punkt keine hochdynamische Verstellung des Variators mehr erfolgt. Für die Volumenstrombilanz hat dies zur Fol ge, daß mehr Öl für die Kühlerdurchströmung genutzt werden kann.

Durch das erfindungsgemäße Vorsehen einer im Kühl kreislauf liegenden Blende in einer den Kühler mit dem Öl sumpf verbindenden Leitung, deren Durchlaßquerschnitt als Funktion der Drehzahl des Antriebsmotors des Fahrzeugs und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen einer ersten Stellung, in der sie zumindest annähernd geschlossen ist und einer zweiten Stellung, in der sie geöffnet ist, steu erbar ist, kann nun diese überschüssige Ölmenge in Abhän gigkeit von der Fahrgeschwindigkeit dem Kühler und danach dem Ölsumpf zugeleitet werden.

Der Einbau der drehzahlabhängigen Blende im Schmier-/ Kühlölkreislauf erfolgt also in Strömungsrichtung gesehen nach dem Kühler, wobei diese Blende auf der Niederdrucksei te des den Variator versorgenden Drucksystems liegt. Wird die Blende über die Drehzahl der Antriebsmaschine des Fahr zeugs gesteuert, so muß diese dabei repräsentativ für die Fahrgeschwindigkeit sein. Ferner ist es vorteilhaft, die Blende derart auszugestalten, daß der Abfluß durch die Blende erst ab einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit beginnt und im weiteren Verlauf hinsichtlich der durchgelassenen Ölmenge als Funktion der Drehzahl einstellbar ist. Die Va riatordruckversorgung kann in bekannter Weise mit einem den Systemdruck einstellenden Hauptdruckventil ausgebildet sein, wobei der Variator mit der Hochdruckseite und der Schmier-/Kühlkreislauf mit einer Niederdruckseite des Hauptdruckventils verbunden ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der der für das Verständnis der Erfin dung notwendige Teil eines hydraulischen System dargestellt ist.

Mit 1 ist der Ölsumpf bezeichnet, aus dem über ein Filter 2 eine Radialkolbenpumpe 3 Öl ansaugt, das über eine Leitung 4 den Verstellräumen von Primärscheibe und Sekun därscheibe bzw. deren Ansteuerventilen zugeführt wird, wo bei von der Leitung 4 eine weitere Leitung 5 zu Verbrau chern wie einem Druckreduzierventil abzweigt. Mit 6 ist das Hauptdruckventil des hydraulischen Systems bezeichnet, das über eine Leitung 10 mit einem Wandlersicherheitsventil 7 verbunden ist. Von der Leitung 10 zweigt eine Leitung 9 zur Versorgung des hydrodynamischen Wandlers ab, dem üblicher weise ein nicht dargestelltes Wandlerdruckventil und ein nicht dargestelltes Wandlerkupplungsventil zugeordnet ist. Mit 8 ist ein übliches Schmierventil bezeichnet, mit 11 ein Kühler, mit 12 ein diesem nachgeordnetes Filter und mit 14 eine den Kühler mit dem Ölsumpf 1 verbindende Leitung, in die nun erfindungsgemäß eine steuerbare Blende 13 einge setzt ist.

Wird nun bei Vollastbetrieb und Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs der (nicht dargestellte) Variator in einem einzigen Betriebspunkt, nämlich der TOP-Übersetzung, be trieben, so erfolgt keine hochdynamische Verstellung des Variators mehr und die den Kühler 11 durchströmende Ölmenge wird nun dadurch erhöht, daß ab einer bestimmten Fahrzeug geschwindigkeit die Blende 13 den Abfluß von Öl in den Öl sumpf 1 ermöglicht. Die Blende 13 ist also derart ausge staltet, daß ihr Durchlaßquerschnitt als Funktion der Dreh zahl des Antriebsmotors des Fahrzeugs und der Fahrzeugge schwindigkeit zwischen einer ersten Stellung, in der sie geschlossen ist und einer zweiten Stellung, in der sie völ lig geöffnet ist, steuerbar ist, wobei die Blende 13 erst bei Erreichen einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit beginnt, den Durchlaß zu öffnen und ab dieser bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit in Richtung höherer Fahrzeugge schwindigkeiten als Funktion der zunehmenden Drehzahl bis zu ihrer völlig geöffneten Stellung angesteuert wird.

Bezugszeichen

1

Ölsumpf

2

Filter

3

Radialkolbenpumpe

4

Leitung

5

Leitung

6

Hauptdruckventil

7

Wandlersicherheitsventil

8

Schmierventil

9

Leitung

10

Leitung

11

Kühler

12

Filter

13

Blende

14

Leitung

Claims

1. Hydraulisches System für ein stufenloses Automatge triebe eines von einem Antriebsmotor angetriebenen Kraft fahrzeuges, mit einem Variator, der ein antriebsseitig an geordnetes erstes Kegelscheibenpaar und ein abtriebsseitig angeordnetes zweites Kegelscheibenpaar aufweist, zwischen denen ein Umschlingungsorgan umläuft, wobei das erste Ke gelscheibenpaar eine in Axialrichtung gesteuert verschieb bare Primärscheibe und das zweite Kegelscheibenpaar eine in Axialrichtung gesteuert verschiebbare Sekundärscheibe auf weist und Primärscheibe sowie Sekundärscheibe über ein hy draulisches Steuergerät angesteuert werden, das elektroma gnetische Stellglieder und hydraulische Ventile aufweist, deren Funktionen durch ein elektronisches Steuergerät be stimmt werden, und mit einem in einem Schmier-/Kühlkreis lauf des hydraulischen Systems angeordneten Kühler (11) für das Öl, von dem eine Leitung (14) zu einem Ölsumpf (1) führt, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung gesehen nach dem Kühler (11) liegend eine Blende (13) in der Leitung (14) zwischen Kühler (11) und Ölsumpf (1) angeordnet ist, deren Durchlaßquerschnitt als Funktion einer Drehzahl des Antriebsmotors des Fahrzeugs und/oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen einer er sten Stellung, in der sie zumindest annähernd geschlossen und einer zweiten Stellung, in der sie vollständig geöffnet ist, steuerbar ist.

2. Hydraulisches System nach dem Oberbegriff von An spruch 1, wobei das hydraulische Steuergerät ein Haupt druckventil (6) zur Einstellung eines Systemdruckes auf weist, der Variator über Leitungen (4, 5) mit einer Hoch druckseite des Hauptdruckventils (8) und der Schmier-/ Kühlkreislauf über eine Leitung (10) mit einer Niederdruck seite des Hauptdruckventils (8) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung gesehen nach dem Kühler (11) und auf der Niederdruckseite des Hauptdruckventils (8) liegend eine Blende (13) in der Leitung (14) zwischen Kühler (11) und Ölsumpf (1) angeord net ist, deren Durchlaßquerschnitt als Funktion einer Dreh zahl des Antriebsmotors des Fahrzeugs und/oder einer Fahr zeuggeschwindigkeit steuerbar ist, zwischen einer ersten Stellung, in der die Blende (13) zumindest annähernd ge schlossen und einer zweiten Stellung, in der sie vollstän dig geöffnet ist.

3. Hydraulisches System nach Anspruch 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß die Blende (13) derart ausgestaltet ist, daß sie erst bei Erreichen einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit beginnt den Durchlaß zu öffnen.