DE102015200575A1

DE102015200575A1 - Method of maintaining a predetermined hydraulic fluid temperature

Info

Publication number: DE102015200575A1
Application number: DE102015200575.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Weber; Rico Glöckner; Marcus Hiemer; Sven Bieber; Jan-Frederik Kuhn; Stephan Schinacher
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-01-15
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2016-07-21

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Halten einer vorbestimmten Hydraulikmitteltemperatur in einem Getriebe mit einem hydrostatischen Antrieb vorgeschlagen, wobei zumindest ein Schaltelement bei geöffnetem Abtrieb derart angesteuert wird, dass ein vorbestimmter Leistungsfluss zum Erhöhen der Hydraulikmitteltemperatur in das Getriebe geleitet wird.A method is proposed for maintaining a predetermined hydraulic fluid temperature in a transmission with a hydrostatic drive, wherein at least one shift element is driven with the output open in such a way that a predetermined power flow for increasing the hydraulic fluid temperature is conducted into the transmission.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Halten einer vorbestimmten Hydraulikmitteltemperatur gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. The present invention relates to a method for maintaining a predetermined hydraulic fluid temperature according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.

Bei Getrieben mit zumindest einem hydrostatischen Antrieb ergibt sich der Nachteil im Gegensatz zu Wandlergetrieben, dass keine ausreichende Wärmeenergie in dem Getriebe erzeugt wird, um das Hydraulikmittel bzw. das Öl in dem Getriebe ausreichend zu erwärmen. Dies gilt einerseits bei einem Kaltstart aber auch im laufenden Betrieb, z.B. wenn der Fahrer nicht sofort mit dem Anfahren beginnt. Hierbei ist es möglich, dass die Temperatur des Hydraulikmittels insbesondere bei geringen Außentemperaturen abkühlt. Bei einer niedrigen Hydraulikmitteltemperatur ist das Öl unerwünscht viskos, welches zu einer Unterversorgung bei dem hydrostatischen Antrieb führen kann, wodurch unerwünschte Beschädigungen des Getriebes und des Antriebes auftreten können. In transmissions with at least one hydrostatic drive there is the disadvantage, in contrast to converter transmissions, that sufficient heat energy is not generated in the transmission in order to sufficiently heat the hydraulic fluid or the oil in the transmission. This applies on the one hand at a cold start but also during operation, e.g. if the driver does not start immediately. In this case, it is possible for the temperature of the hydraulic medium to cool, especially at low outside temperatures. At a low hydraulic fluid temperature, the oil is undesirably viscous, which can lead to an undersupply in the hydrostatic drive, whereby undesirable damage to the transmission and the drive can occur.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, mit dem auf einfachste Weise eine vorbestimmte Hydraulikmitteltemperatur in dem Getriebe sichergestellt wird. The present invention is based on the object to propose a method of the type mentioned, with the simplest way a predetermined hydraulic fluid temperature is ensured in the transmission.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben. This object is solved by the features of claim 1, wherein advantageous embodiments and further developments of the dependent claims and the description and the drawings.

Um die Temperatur des Hydraulikmittels bzw. des Öls zum Beispiel nach einem Kaltstart oder auch im laufenden Betrieb auf einem vorbestimmten Wert zu halten, kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Schaltelement bei geöffnetem Abtrieb des Getriebes derart angesteuert wird, dass ein vorbestimmter Leistungsfluss zum Erhöhen der Hydraulikmitteltemperatur in das Getriebe eingeleitet wird. In order to maintain the temperature of the hydraulic fluid or the oil, for example, after a cold start or during operation to a predetermined value, it can be provided that at least one switching element is driven with the output of the transmission open such that a predetermined power flow to increase the Hydraulic fluid temperature is introduced into the transmission.

Hierbei ergibt sich der Grundgedanke, dass die Anzahl der rotierenden Bauteil in dem Getriebe aufgrund des Leistungsflusses erhöht wird, um mehr Verlustleistung und somit mehr Wärmeenergie innerhalb des Getriebes zu generieren. This results in the basic idea that the number of rotating components in the transmission is increased due to the power flow in order to generate more power loss and thus more heat energy within the transmission.

Zum Erhöhen der Anzahl der rotierenden Bauteile in dem Getriebe kann im Rahmen einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Schaltelement für ein vorbestimmtes Zeitintervall oder bis zum Vorliegen eines Abbruchkriteriums geschlossen wird. Dies kann nach einer vorbestimmten Funktionsweise erfolgen, um eine gewünschte bzw. vorgegebene Hydraulikmitteltemperatur zu erreichen. Wenn die vorbestimmte Hydraulikmitteltemperatur erreicht ist oder zumindest ein Abbruchkriterium vorliegt, kann die Ansteuerung des Schaltelementes beendet werden. To increase the number of rotating components in the transmission can be provided in an advantageous development of the invention that the switching element for a predetermined time interval or until the presence of a termination criterion is closed. This can be done after a predetermined operation to achieve a desired or predetermined hydraulic fluid temperature. When the predetermined hydraulic fluid temperature is reached or at least one abort criterion is present, the control of the switching element can be terminated.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann bei Getrieben aller Art vorteilhaft eingesetzt werden, die vorzugsweise zumindest einen hydrostatischen Antrieb aufweisen. Eine bevorzugte Einsatzmöglichkeit ist z.B. bei einem hydrostatisch-mechanisch-leistungsverzweigten Getriebe, dem sogenannten CPower-Getriebe für Arbeitsmaschinen. Hierbei kann das vorgeschlagene Verfahren bevorzugt eine Wendekupplung eines vorgeschalteten Wendegetriebes ansteuern, so dass die erwünschte Hydraulikmitteltemperatur bei Bedarf gehalten wird. The method proposed according to the invention can be advantageously used in transmissions of all types which preferably have at least one hydrostatic drive. A preferred application is e.g. in a hydrostatic-mechanical-power-split transmission, the so-called CPower gearbox for working machines. In this case, the proposed method can preferably control a reversing clutch of an upstream reversing gear, so that the desired hydraulic fluid temperature is maintained when needed.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen: Hereinafter, the present invention will be further explained with reference to the drawings. Show it:

1 ein Diagramm mit einem Verlauf des elektrischen Ansteuerstroms zum Ansteuern einer Wendekupplung im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 a diagram with a profile of the electrical drive current for driving a reversing clutch in the context of a method according to the invention;

2 ein Diagramm mit einem Verlauf der Drehzahl an der Sekundärseite der angesteuerten Wendekupplung; und 2 a diagram with a curve of the speed at the secondary side of the driven reversing clutch; and

3 ein Diagramm mit einem Verlauf der Differenzdrehzahl an der angesteuerten Wendekupplung. 3 a diagram with a progression of the differential speed at the controlled reversing clutch.

Die in den 1 bis 3 dargestellten Verläufe verdeutlichen eine mögliche Ausführungsvariante eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens zum Halten einer vorbestimmten Öl- bzw. Hydraulikmitteltemperatur in einem Getriebe mit zumindest einem hydrostatisch-mechanischen Antrieb. Die dargestellten Verläufe sind beispielhaft anhand eines hydrostatisch-mechanisch-leistungsverzweigten Getriebes insbesondere für Arbeitsmaschinen dargestellt. The in the 1 to 3 illustrated courses illustrate a possible embodiment of a proposed method according to the invention for holding a predetermined oil or hydraulic fluid temperature in a transmission with at least one hydrostatic-mechanical drive. The courses shown are shown by way of example with reference to a hydrostatic-mechanical-power-split transmission, in particular for work machines.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Schaltelement zum Beispiel eine erste Wendekupplung eines vorgeschalteten Wendegetriebes für ein vorbestimmtes Zeitintervall oder bis zum Vorliegen eines Abbruchkriteriums gemäß einer vorgegebenen Funktion geschlossen und geöffnet wird. Ein Abbruchkriterium kann zum Beispiel das Erreichen einer vorbestimmten Hydraulikmitteltemperatur bzw. Öltemperatur sein. Ferner kann als Abbruchkriterium das Erfassen eines Fahrerwunsches sein. Es ist auch denkbar, dass als Abbruchkriterium das Auslegen der Parksperrenbremse verwendet wird. According to the invention, it is provided that a switching element, for example, a first reversing clutch of an upstream reversing gear for a predetermined time interval or until the presence of a termination criterion according to a predetermined function is closed and opened. An abort criterion may be, for example, the achievement of a predetermined hydraulic fluid temperature or oil temperature. Furthermore, the detection of a driver's request may be a termination criterion. It is also conceivable that the setting of the parking brake is used as a termination criterion.

Im Rahmen des beanspruchten Verfahrens ist vorgesehen, dass ein vorbestimmter Ansteuerdruck bei der ersten Wendekupplung eingestellt wird, bis eine Reaktion auf der Sekundärseite der ersten Wendekupplung erkannt wird. In 1 ist der elektrische Ansteuerstrom I_KW der ersten Wendekupplung über die Zeit dargestellt. Der elektrische Ansteuerstrom I_KW erzeugt einen Ansteuerdruck zum Betätigen der Wendekupplung. Aus dem Verlauf ist ersichtlich, dass ein definierter Wert des Ansteuerdruckes bzw. des elektrischen Ansteuerstroms I_KW, der mit 1 in 1 gekennzeichnet ist, eingestellt wird und danach abgewartet wird, bis eine Reaktion auf der Sekundärseite der Wendekupplung zu erkennen ist. Als Reaktion ist ein vorbestimmter Schwellwert der Drehzahl n_{KW_sek} an der Sekundärseite der Wendekupplung vorgesehen, der in 2 mit 5 gekennzeichnet ist, wobei der Schwellwert 5 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. In the context of the claimed method, it is provided that a predetermined control pressure is set in the first reversing clutch until a reaction on the secondary side of the first reversing clutch is detected. In 1 is the electrical drive current I _{KW of} the first reversing coupling shown over time. The electric drive current I _KW generates a drive pressure for actuating the reversing clutch. From the course it can be seen that a defined value of the control pressure or the electrical drive current I _KW , with 1 in 1 is set, and is then waited until a reaction on the secondary side of the reversing clutch can be seen. In response, a predetermined threshold value of the rotational speed n _{KW_sec is provided} on the secondary side of the reversing clutch, which in 2 With 5 wherein the threshold value 5 is indicated by a dashed line.

Sobald der Drehzahlverlauf an der Sekundärseite der Wendekupplung größer als der vorbestimmte Schwellwert ist, wird der Ansteuerdruck bzw. der elektrische Ansteuerstrom I_KW der Wendekupplung über einen vorbestimmten Gradient erhöht, welches in 1 mit 2 und durch den schrägen Verlauf des Ansteuerstroms I_KW gekennzeichnet ist. Dies wird so lange durchgeführt, bis die Differenzdrehzahl Δn_KW an der Wendekupplung abgebaut ist. Dies wird in 3 durch den Verlauf der Differenzdrehzahl Δn_KW über die Zeit t dargestellt. Der Abbau der Differenzdrehzahl Δn_KW bzw. die Synchronisierung ist mit 6 und durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet. As soon as the speed curve on the secondary side of the reversing clutch is greater than the predetermined threshold value, the control pressure or the electrical drive current I _{KW of} the reversing clutch is increased by a predetermined gradient, which is in 1 With 2 and characterized by the oblique course of the drive current I _KW . This is carried out until the differential speed Δn _KW at the reversing clutch has been reduced. This will be in 3 represented by the course of the differential speed Δn _KW over the time t. The reduction of the differential speed Δn _KW or the synchronization is with 6 and indicated by a dashed line.

Nach dem Abbau der Differenzdrehzahl Δn_KW wird der Ansteuerdruck bzw. Ansteuerstrom I_KW an der ersten Wendekupplung derart erhöht, dass die Wendekupplung geschlossen wird. Dieses erhöhte Druckniveau wird mit 3 in 1 gekennzeichnet. Durch die geschlossene Wendekupplung wird eine vorbestimmte Leistung in das Getriebe eingeleitet und die Verlustleistung und somit die Wärmeenergie in dem Getriebe durch die Rotation von weiteren Getriebekomponenten erhöht. After the reduction of the differential speed Δn _KW , the control pressure or drive current I _KW at the first reversing clutch is increased such that the reversing clutch is closed. This increased pressure level is with 3 in 1 characterized. Through the closed reversing clutch, a predetermined power is introduced into the transmission and increases the power loss and thus the heat energy in the transmission through the rotation of other transmission components.

Im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens kann die Ansteuerung der ersten Wendekupplung und der zweiten Wendekupplung vorzugsweise im Wechsel durchgeführt werden. In the context of the proposed method, the control of the first reversing coupling and the second reversing coupling can preferably be carried out alternately.

Nach einem vorbestimmten Zeitintervall oder nach Vorliegen eines Abbruchkriteriums, welches in 1 mit 4 bezeichnet ist, kann die erste bzw. zweite Wendekupplung wieder geöffnet werden, welches durch das Absenken des elektrischen Ansteuerstromes I_KW in 1 verdeutlicht wird. After a predetermined time interval or after the presence of a termination criterion, which in 1 With 4 is designated, the first or second reversing coupling can be opened again, which by lowering the electrical drive current I _KW in 1 is clarified.

Während der gesamten Ansteuerung darf jedoch kein Kraftschluss mit dem Abtrieb vorliegen, weshalb zum Beispiel eine nachgeschaltete Bereichsgruppe oder ein entsprechendes Schaltelement an der Getriebeabtriebsseite geöffnet ist, um keine Verbindung zum Abtrieb zu haben. Um dies sicherzustellen, kann die Abtriebsdrehzahl zum Beispiel kontinuierlich überwacht werden und ebenfalls ein Abbruchkriterium bilden. During the entire control, however, no frictional connection with the output may exist, which is why, for example, a downstream range group or a corresponding switching element is open at the transmission output side in order to have no connection to the output. To ensure this, the output speed can be monitored continuously, for example, and also form an abort criterion.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur nach einem Kaltstart des Fahrzeuges durchgeführt werden. Es ist auch möglich, dass das vorgeschlagene Verfahren zum Beispiel von außerhalb zum Beispiel über eine Fahrzeugsteuerung aber auch zum Beispiel von der Getriebesteuerung angesteuert wird. Zum Beispiel kann vorgesehen sein, dass nach einer definierbaren Zeit, in der sich das Getriebe in Neutral befindet oder bei Unterschreiten einer Temperaturschwelle in Neutral, das Verfahren automatisch vom Getriebe aktiviert wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Verfahren manuell aktiviert wird. The inventive method can not be performed only after a cold start of the vehicle. It is also possible for the proposed method to be actuated, for example, from outside, for example via a vehicle control, but also, for example, by the transmission control. For example, it can be provided that after a definable time in which the transmission is in neutral or falling below a temperature threshold in neutral, the method is automatically activated by the transmission. However, it is also conceivable that the method is activated manually.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: definierter Wert des elektrischen Ansteuerstroms defined value of the electrical drive current
22: Gradient des Ansteuerstromes der Wendekupplung Gradient of the drive current of the reversing clutch
33: erhöhtes Druckniveau zum Schließen der Wendekupplung increased pressure level to close the reversing clutch
44: Vorliegen eines Abbruchkriteriums Existence of a termination criterion
55: vorbestimmter Schwellwert der Drehzahl an der Sekundärseite predetermined threshold value of the rotational speed on the secondary side
66: Schwellwert threshold
tt: Zeit Time
n_{KW_sek} n _{KW_sec}: Drehzahl an der Sekundärseite der Wendekupplung Speed at the secondary side of the reversing clutch
I_KW I _KW: elektrischer Ansteuerstrom zum Betätigen der Wendekupplung electrical drive current for actuating the reversing clutch
Δn_KW Δn _KW: Differenzdrehzahl an der Wendekupplung Differential speed at the reversing clutch

Claims

A method of maintaining a predetermined hydraulic fluid temperature in a transmission with a hydrostatic drive, characterized in that at least one switching element is driven with the output open in such a way that a predetermined power flow is passed to increase the hydraulic fluid temperature in the transmission.

A method according to claim 1, characterized in that the switching element is closed for a predetermined time interval or until the presence of a termination criterion.

A method according to claim 2, characterized in that as a termination criterion, the achievement of a predetermined hydraulic fluid temperature or the detection of a driver's request or the interpretation of the parking brake is detected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in a Transmission with upstream reversing gear at least one of the reversing clutches is controlled as switching elements.

A method according to claim 4, characterized in that a predetermined drive pressure is set in the first reversing clutch until an increase in the rotational speed (n _{KW_sec} ) is _detected on the secondary side of the first reversing clutch.

A method according to claim 5, characterized in that the control pressure is increased above a predetermined gradient, when the rotational speed ( _{nKW_sek} ) on the secondary side of the first reversing clutch a predetermined threshold ( 5 ) has exceeded.

A method according to claim 6, characterized in that the differential speed (Δn _KW ) is reduced between the primary side and the secondary side of the first reversing coupling and that thereafter the driving pressure in the first reversing clutch for closing the reversing clutch is increased accordingly.

A method according to claim 7, characterized in that after a predetermined time interval or after the presence of a termination criterion, the first reversing coupling is opened.

Method according to one of claims 4 to 8, characterized in that the activation of the first reversing clutch and the second reversing clutch is carried out alternately until a predetermined time interval has expired or an abort criterion exists.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method is carried out in a hydrostatic-mechanical-power-split transmission.