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WO2017050682A1 - Ölversorgung eines automatgetriebes oder automatisierten schaltgetriebes,kraftfahrzeugantriebsstrang und verfahren zur versorgung eines solchen getriebes - Google Patents

Ölversorgung eines automatgetriebes oder automatisierten schaltgetriebes,kraftfahrzeugantriebsstrang und verfahren zur versorgung eines solchen getriebes Download PDF

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WO2017050682A1
WO2017050682A1 PCT/EP2016/072133 EP2016072133W WO2017050682A1 WO 2017050682 A1 WO2017050682 A1 WO 2017050682A1 EP 2016072133 W EP2016072133 W EP 2016072133W WO 2017050682 A1 WO2017050682 A1 WO 2017050682A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
oil
pressure
line
supply
pump
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2016/072133
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Wurster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of WO2017050682A1 publication Critical patent/WO2017050682A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
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    • F16H61/0025—Supply of control fluid; Pumps therefor
    • F16H61/0031—Supply of control fluid; Pumps therefor using auxiliary pumps, e.g. pump driven by a different power source than the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/0204—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
    • F16H61/0206—Layout of electro-hydraulic control circuits, e.g. arrangement of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0021—Generation or control of line pressure
    • F16H2061/0037—Generation or control of line pressure characterised by controlled fluid supply to lubrication circuits of the gearing

Definitions

  • the present invention relates to an oil supply of a Automatgethebes or automated manual transmission, further comprising a motor vehicle drive train with an internal combustion engine and such a transmission, and a method for supplying such an automatic transmission or automated manual transmission according to the independent claims.
  • Oil supplies of automatic transmissions or automated manual transmissions conventionally have an oil pump in an oil supply line, by means of which oil is conveyed from an oil sump into a pressure line to the pressure oil supply of elements of the transmission.
  • the oil pump is driven by the internal combustion engine, with which drive power is fed into a motor vehicle drive train, in which the transmission is provided with the oil supply in order to transmit drive power of the internal combustion engine to drive wheels of the motor vehicle.
  • the oil pump is positioned in the gearbox.
  • Such an oil pump is also referred to as a mechanical oil pump.
  • Such comparatively large oil pumps also take on relatively large drive power, which in turn leads to increased fuel consumption of the internal combustion engine.
  • the different elements, such as clutches, brakes, transducers, hydrodynamic see brakes (retarder) and the lubrication points of a transmission, require during vehicle operation at different times a very different oil volume with very different oil pressures.
  • the present invention has for its object to provide an oil supply of an automatic transmission or automatic transmission, in which the disadvantages mentioned are avoided. Furthermore, a motor vehicle drive train with an automatic transmission or automated transmission with a corresponding oil supply and a method for supplying an automatic transmission or automated transmission with pressurized oil are to be specified, which avoid the disadvantages mentioned.
  • the object of the invention is achieved by an oil supply, a motor vehicle drive train and a method having the features of the independent claims. In the dependent claims advantageous and particularly expedient embodiments of the invention are given.
  • An inventive oil supply of an automatic transmission or automatic transmission has an oil sump and a pressure line to the pressure oil supply of elements of the transmission.
  • the elements are, for example, shifting elements such as clutches and / or brakes, in particular of lamellar type, which are actuated to selectively adjust one of several possible ratios between a transmission input shaft and a transmission output shaft of the transmission, thereby representing individual gear ratios in the transmission can be.
  • the oil of the oil supply elements such as a hydrodynamic converter, a hydrodynamic brake, retarder, and the lubrication z. B supplies the warehouse or operated.
  • the oil of the oil supply is used as the working medium for the converter and the retarder.
  • a first oil pump also called a mechanical oil pump, is provided in order to convey oil from the oil sump to a supply pressure P 0 of the working pressure line.
  • the oil pump is positioned in an oil line, which merges into the pressure line or through which the pressure line is formed.
  • the first oil pump is in mechanical connection with an internal combustion engine for its mechanical drive, that is, it is driven by the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is, in particular, that engine with which drive wheels of a motor vehicle are driven via the transmission for which the oil supply is provided.
  • the first oil pump for delivering oil from the oil sump to the supply pressure P 0 of the pressure line is connected in parallel with a second oil pump which is in drive connection with an electric motor for its electric drive, ie is driven by the electric motor.
  • the second oil pump and the electric motor can be combined to form a motor pump unit with a common housing.
  • the oil pumps are connected via oil lines to the pressure line, wherein on the suction side of the oil lines at least one oil strainer is provided and further on the pressure side of the oil lines check valves are provided so that the pumps can be independently in operation.
  • the oil lines can be summarized on the suction side and a common oil filter can be provided.
  • the first oil pump is designed as a variable displacement pump.
  • the delivery volume can be varied at the same drive speed, that is to say that the delivery volume of the first oil pump can be changed independently of the rotational speed of the internal combustion engine or at a constant rotational speed of the internal combustion engine. In this way, an even greater spread of the flow rate through both oil pumps, compared to an embodiment with a constant displacement pump as the first oil pump can be achieved.
  • the first mechanical oil pump can be made smaller in comparison with known embodiments and with a lower power consumption, which has a favorable effect on the fuel consumption of the internal combustion engine. Furthermore, a better on-demand oil supply to the transmission-side oil consumers is possible because, for example, the second oil pump is only operated or turned on when there is a large oil consumption or the heat input into the oil requires a correspondingly large volume of oil flow. Further, the second oil pump secures an oil supply in the conditions in which the engine is turned off, for example, when in addition to the engine, an electric machine for driving a motor vehicle driveline is provided to form a hybrid powertrain, in a purely electric driving.
  • the start / stop capability of the engine is ensured by the electric oil pump, that is, even when the engine is off, for example, when the vehicle has an automatic start / stop and the engine stops immediately when the vehicle is at rest, for example at a Traffic light, the oil supply is maintained, because the oil can be promoted with the electric oil pump and the electric motor is powered by an electric storage.
  • valves can be provided in the pressure line, by means of which the pressure line P is divided into sections and the supply pressure P 0, seen in the direction of flow, on first a first working pressure Pi , and subsequently to a second working pressure P 2 can be controlled, where P 0 >Pi> P 2 .
  • switching elements are connected to the oil supply, which are supplied with oil from the pressure line, wherein the oil supply of the switching elements takes place with the supply pressure P 0 .
  • the shifting elements include clutches or brakes required to operate or shift the transmission. Their operation takes place via switching or control valves which are coupled to the supply pressure P 0 .
  • a hydrodynamic converter in the pressure line in the region of the second working pressure P 2, a hydrodynamic converter can be provided as a starting element, which forms a subsection of the pressure line, the control of the hydrodynamic converter takes place by means of the valves in the pressure line.
  • the working medium of the hydrodynamic converter is thus the oil from the oil supply line and the converter is integrated into the pressure line, that in each operating state of the converter, this, as the pressure line, is flowed through by the oil.
  • a bypass line and a control valve may be provided, wherein the bypass line connects the pressure line via the control valve with the suction line on the suction side of the first pump, wherein by means of the control valve, the lubrication line pressure P 3 can be controlled.
  • An inventive motor vehicle drive train has an internal combustion engine and a transmission which is embodied as an automatic transmission or an automated manual transmission, in particular as a torque converter automatic transmission. Furthermore, the transmission has an oil supply of the type shown.
  • At least one electric machine may be provided to form a hybrid powertrain for a hybrid vehicle.
  • the drive wheels can be driven additionally or alternatively to the drive with the internal combustion engine.
  • An inventive method provides that regardless of the operating state of the motor vehicle drive train always encouraged so much pressure oil in the pressure line or is pumped that the supply pressure P 0 is ensured.
  • oil is always pumped out of the oil sump by means of the first oil pump as soon as the internal combustion engine is switched on. Furthermore, with the electrically driven oil pump, oil is supplied from the oil sump when the engine is shut down or when the pressure oil demand from the first oil pump can not be provided.
  • the delivery volume of the first oil pump can be additionally adjusted by adjustment depending on the Druckol tables, so that the even greater spread of the flow rate is made possible by the two oil pumps.
  • the pressure oil requirement can always be provided by both oil pumps, the first oil pump, which is designed as a variable, is adjusted by adjusting the pressure oil flow.
  • the control of the two oil pumps is carried out using operating parameters, such as the control of the transmission, engine, etc ..
  • connection and disconnection of individual consumers that is, from the detection of whether a particular consumer is switched on or off, can be concluded on an increased or reduced oil demand, depending on the oil consumption of the respective consumer.
  • the internal combustion engine is stopped and the vehicle with the electric Machine is driven, is inevitably necessary for a necessary oil production of the drive of the second oil pump.
  • the available amount of oil for faster and / or better supply to the individual transmission-side consumers and / or for a faster re-cooling of the transmission can be ideally adjusted by, for example, the second oil pump is switched on or off depending on demand.
  • Figure 1 shows an embodiment of the oil supply of a transmission, in particular
  • Motor vehicle transmission with a parallel connection of oil pumps according to the invention
  • 2 shows a further embodiment of the oil supply of a transmission, in particular motor vehicle transmission, with a parallel connection of oil pumps according to the invention
  • Figure 3 is a schematic representation of a motor vehicle drive train according to the invention.
  • oil pump 4 In the figure 1 and 2, two ways are shown how the oil supply of an automatic transmission or automatic transmission can be performed. In both embodiments, the oil supply with respect to the basic arrangement of a first, driven by the internal combustion engine, oil pump 3 and a second, driven by an electric drive 5, oil pump 4 is identical.
  • oil is conveyed via the oil line 30, 31 a, b into the pressure line 2, 12, 22, 32 by means of the pumps.
  • the supply pressure P 0 is controlled in the pressure line section 2.
  • the oil supply for the switching elements 17 branches from, wherein the individual switching elements 17 are supplied via lines 16 and the switching and control valves 15 with pressure oil.
  • the switching elements 7, not shown here may be clutches or brakes whose operation is done with the pressure oil.
  • the interconnection and regulation of the two oil pumps 3, 4 can be designed differently, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • a supply pressure P 0 is adjustable and behind the valve 6 is always an oil flow through the pressure line 2, 12, 22, 32 and the valves 7, 8, 9, 10 to the lubrication points 20 can get.
  • Excess pressure oil can be passed via the bypass line 42, via the valve 1 1 back to the suction side of the first oil pump 3 or is passed through the pressure relief valve 51 a back into the oil sump 1.
  • a hydrodynamic converter 18 is further provided as a starting element in the pressure line 2, 12, 22, 32, which flows through or is supplied with pressure oil.
  • two heat exchangers 21, 33 are provided, one of which is positioned directly in the pressure line 2, 12, 22, 32 in front of the transducer 18.
  • Another heat exchanger 33 is arranged between the valves 8 and 9. This can be switched according to the operating state of the drive train in the Retarder GmbHsniklauf 23, for dissipating the Retarderabharide.
  • To fill the retarder circuit 23 branches from the pressure line 2, 12, 22, 32 in the region of the first working pressure Pi from a filling line 26, 41, via which the retarder 19 with oil from the pressure line 2, 12, 22, 32 can be supplied.
  • the heat exchangers 21 and 33 are arranged identically in the oil circuit. In non-braking operation of the retarder 19, both heat exchangers 21, 33 are always integrated into the oil circuit, so that as little heat as possible is introduced into the oil sump 1 or to cool the oil from the sump 1 as quickly as possible. In braking operation of the retarder 19, the heat exchanger 33 is in the retarder operating circuit 23 integrated.
  • FIGS. 1 and 2 Further details or elements illustrated in FIGS. 1 and 2 are details which are necessary for the oil supply but are not directly relevant to the design according to the invention. These were not discussed here in more detail, since they are generally known to the skilled person and the function is evident from the circuit diagrams. These include in particular the check valves 28, and the pressure relief valves 51, the sensors 36, 37, and the not mentioned valves, filters, etc.
  • FIG. 3 shows the internal combustion engine 45, the transmission 50 and the drive wheels 49. Further, as an optional feature, an electric machine 46 is shown to form a hybrid vehicle powertrain. With the electric machine 46, the drive wheels 49 can also be driven.
  • the oil sump 1 in the transmission 50 is again exemplified, as well as the first oil pump 3, the second oil pump 4 and the electric motor 4. Further, the switching elements 17 for adjusting various ratios between a transmission input shaft 47 and a transmission output shaft 48 are indicated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ölversorgung eines Automatgetriebes oder automatisierten Schaltgetriebes ∙ 1.1 mit einem Ölsumpf (1); ∙ 1.2 mit einer Druckleitung (2, 12, 22, 32) zur Druckölversorgung von Elementen (17, 18, 19, 20) des Getriebes; ∙ 1.3 mit einer ersten Ölpumpe (3), um Öl aus dem Ölsumpf (1) auf einen Versorgungsdruck (Po) in die Druckleitung (2, 12, 22, 32) zu fördern; ∙ 1.4 mit einem Druckregelventil (4) mittels dem der Versorgungsdruck (Po) regelbar ist; wobei ∙ 1.5 die erste Ölpumpe (3) zu ihrem mechanischen Antrieb in Triebverbindung mit einem Verbrennungsmotor (45) steht. 1.6 eine zweite Ölpumpe (4), die zu ihrem elektrischen Antrieb in Triebverbindung mit einem Elektromotor (5) steht, ist der ersten Ölpumpe (3) zur Förderung von Öl aus dem Ölsumpf (1) in die Druckleitung (2, 12, 22, 32) parallel geschaltet.

Description

Ölversorgung eines Automatgetriebes oder automatisierten Schaltgetriebes, Kraftfahrzeugantriebsstrang und Verfahren zur Versorgung eines solchen
Getriebes
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ölversorgung eines Automatgethebes oder automatisierten Schaltgetriebes, ferner einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor und einem solchen Getriebe, sowie ein Verfahren zur Versorgung eines solchen Automatgetriebes oder automatisierten Schaltgetriebes gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
Ölversorgungen von Automatgetrieben oder automatisierten Schaltgetrieben weisen herkömmlich eine Ölpumpe in einer Ölversorgungsleitung auf, mittels welcher Öl aus einem Ölsumpf in eine Druckleitung zur Druckölversorgung von Elementen des Getriebes gefördert wird. Die Ölpumpe wird durch den Verbrennungsmotor angetrieben, mit welchem Antriebsleistung in einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, in dem das Getriebe mit der Ölversorgung vorgesehen ist, um Antriebsleistung des Verbrennungsmotors auf Antriebsräder des Kraftfahrzeugs zu übertragen, eingespeist wird. In der Regel ist die Ölpumpe im Getriebe positioniert. Eine solche Ölpumpe wird auch als mechanische Ölpumpe bezeichnet.
Nachteilig bei den bekannten mechanischen Ölpumpen in der Ölversorgung eines Automatgetriebes oder automatisierten Schaltgetriebes ist, dass deren Fördervolumen an die Drehzahl der Ölpumpe und damit an die Drehzahl des sie antreibenden Verbrennungsmotors gekoppelt ist, sodass die bekannten Ölpumpen vergleichsweise groß ausgelegt werden, um auch bei niedrigen Drehzahlen des Verbrennungsmotors eine ausreichende Fördermenge des Öls, selbst bei ungünstigen Betriebszuständen, zur Verfügung zu stellen. Solche vergleichsweise großen Ölpumpen nehmen jedoch auch vergleichsweise große Antriebsleistung auf, was wiederum zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors führt. Die unterschiedlichen Elemente, wie Kupplungen, Bremsen, Wandler, hydrodynami- sehe Bremsen, (Retarder) sowie die Schmierstellen eines Getriebes, benötigen während des Fahrzeugbetriebs zu unterschiedlichen Zeitpunkten ein sehr unterschiedliches Ölvolumen mit sehr unterschiedlichen Öldrücken. Durch die vergleichsweise große, an die Motordrehzahl gekoppelte, Ölpumpe kommt es zu Betriebszuständen in denen große Ölvolumen ungenutzt über Bypässe oder Überdruckventile zurück in den Ölsumpf gefördert werden. Diese Bypassströme verursachen ein Aufschäumen des Öls, was zu einer Verminderung der Schmiereigenschaften führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ölversorgung eines Automatgetriebes oder automatisierten Schaltgetriebes anzugeben, bei welcher die genannten Nachteile vermieden werden. Ferner sollen ein Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem Automatgetriebe oder automatisierten Schaltgetriebe mit einer entsprechenden Ölversorgung sowie ein Verfahren zur Versorgung eines Automatgetriebes oder automatisierten Schaltgetriebes mit Drucköl angegeben werden, welche die genannten Nachteile vermeiden. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Ölversorgung, einen Kraftfahrzeugantriebsstrang und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Eine erfindungsgemäße Ölversorgung eines Automatgetriebes oder automatisierten Schaltgetriebes weist einen Ölsumpf und eine Druckleitung zur Druckölversorgung von Elementen des Getriebes auf. Bei den Elementen handelt es sich beispielsweise um Schaltelemente wie Kupplungen und/oder Bremsen, insbesondere in Lamellenbauart, die betätigt werden, um wahlweise eine von mehreren möglichen Übersetzungen zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle des Getrie- bes einzustellen, wodurch einzelne Gangstufen in dem Getriebe dargestellt werden können.
Weiterhin werden mit dem Öl der Ölversorgung Elemente wie ein hydrodynamischer Wandler, eine hydrodynamische Bremse, Retarder, und die Schmierung z. B der Lager versorgt bzw. betrieben. Insbesondere wird das Öl der Ölversorgung als Arbeitsmedium für den Wandler und den Retarder verwendet. Ferner ist eine erste Ölpumpe, auch mechanische Ölpumpe genannt, vorgesehen, um Öl aus dem Ölsumpf auf einen Versorgungsdruck P0 der Arbeitsdruckleitung zu fördern. Die Ölpumpe ist in einer Ölleitung positioniert, welche in die Druckleitung übergeht oder durch welche die Druckleitung gebildet wird. Die erste Ölpumpe steht zu ihrem mechanischen Antrieb in Triebverbindung mit einem Verbrennungsmotor, das heißt, sie wird durch den Verbrennungsmotor angetrieben. Bei dem Verbrennungsmotor handelt es sich insbesondere um jenen Motor, mit dem Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs über das Getriebe, für welches die Ölversorgung vorgesehen ist, angetrieben werden. Erfindungsgemäß ist der ersten Ölpumpe zur Förderung von Öl aus dem Ölsumpf auf den Versorgungsdruck P0 der Druckleitung eine zweite Ölpumpe parallel geschaltet, die zu ihrem elektrischen Antrieb in Triebverbindung mit einem Elektromotor steht, das heißt durch den Elektromotor angetrieben wird. Insbesondere können die zweite Ölpumpe und der Elektromotor zu einem Motorpumpenaggregat mit einem gemein- samen Gehäuse zusammengefasst sein.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Ölpumpen über Ölleitungen mit der Druckleitung verbunden, wobei auf der Ansaugseite der Ölleitungen zumindest ein Ölsieb vorgesehen ist und weiterhin auf der Druckseite der Ölleitungen Rückschlagventile vorgesehen sind, so dass die Pumpen unabhängig voneinander in Betrieb sein können. Alternativ können die Ölleitungen auf der Ansaugseite zusammengefasst sein und ein gemeinsamer Ölfilter vorgesehen sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die erste Ölpumpe als Verstellpumpe ausgeführt. Bei einer solchen Verstellpumpe ist das Fördervolumen bei gleicher Antriebsdrehzahl veränderbar, das heißt, dass das Fördervolumen der ersten Ölpum- pe unabhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors beziehungsweise bei einer konstanten Drehzahl des Verbrennungsmotors veränderbar ist. Hierdurch kann eine noch größere Spreizung der Fördermenge durch beide Ölpumpen, im Vergleich zu einer Ausführungsform mit einer Konstantpumpe als erste Ölpumpe, erreicht werden.
Durch Vorsehen der zweiten Ölpumpe kann die erste mechanische Ölpumpe im Vergleich zu bekannten Ausführungsformen kleiner ausgeführt sein und mit einer geringeren Leistungsaufnahme, was sich günstig auf den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors auswirkt. Ferner ist eine bessere bedarfsgerechte Ölversorgung der getriebeseitigen Ölverbraucher möglich, da beispielsweise die zweite Ölpumpe nur dann betrieben beziehungsweise eingeschaltet wird, wenn ein großer Ölverbrauch besteht oder der Wärmeeintrag in das Öl einen entsprechend großen Ölvolumenstrom erfordert. Ferner sichert die zweite Ölpumpe eine Ölversorgung in den Zuständen, in denen der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist, beispielsweise wenn zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor eine elektrische Maschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs vorgesehen ist, um einen Hybridantriebsstrang auszubilden, bei einem rein elektrischen Fahren.
Schließlich wird durch die elektrische Ölpumpe die Start/Stopp-Fähigkeit des Verbrennungsmotors sichergestellt, das heißt auch im ausgeschalteten Zustand des Verbrennungsmotors, beispielsweise wenn das Fahrzeug über eine Start/Stopp-Automatik verfügt und den Verbrennungsmotor im Stillstand des Fahrzeugs sofort ausschaltet, beispielsweise an einer Ampel, wird die Ölversorgung aufrecht erhalten, weil das Öl mit der elektrischen Ölpumpe gefördert werden kann und der Elektromotor aus einem elektrischen Speicher gespeist wird.
Weiterhin können Ventile in der Druckleitung vorgesehen sein, mittels denen die Druckleitung in Teilabschnitten geteilt wird und der Versorgungsdruck P0, in Strö- mungsrichtung gesehen, auf ersten einen ersten Arbeitsdruck Pi, und nachfolgend auf einen zweiten Arbeitsdruck P2 geregelt werden kann, wobei gilt P0 > Pi > P2.
Gemäß einer Ausführungsform sind Schaltelemente mit der Ölversorgung verbunden, die mit Öl aus der Druckleitung versorgt werden, wobei die Ölversorgung der Schaltelemente mit dem Versorgungsdruck P0 erfolgt. Die Schaltelemente sind unter anderem Kupplungen oder Bremsen die zur Betätigung bzw. zum Schalten des Getriebes erforderlich sind. Deren Betätigung erfolgt über Schalt- oder Steuerventile, die an den Versorgungsdruck P0 gekoppelt sind.
Weiterhin kann in der Druckleitung im Bereich des zweiten Arbeitsdruckes P2 ein hydrodynamischer Wandler als Anfahrelement vorgesehen sein, der einen Teilab- schnitt der Druckleitung bildet, wobei die Regelung des hydrodynamischen Wandlers mittels der Ventile in der Druckleitung erfolgt. Das Arbeitsmedium des hydrodynamischen Wandlers ist somit das Öl aus der Ölversorgungsleitung und der Wandler ist derart in die Druckleitung integriert, dass in jedem Betriebszustand des Wandlers dieser, wie die Druckleitung, vom Öl durchströmt wird. Weiterhin kann in einer Ausführung vorgesehen sein, dass von der Druckleitung im Bereich des ersten Arbeitsdruckes Pi eine Befüllleitung abzweigt, über die eine hydrodynamische Bremse bzw. ein Retarder mit Öl aus der Druckleitung versorgbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Bypassleitung und ein Regelventil vorgesehen sein, wobei die Bypassleitung die Druckleitung über das Regelventil mit der Saugleitung auf der Ansaugseite der ersten Pumpe verbindet, wobei mittels des Regelventils der Schmierleitungsdruck P3 geregelt werden kann.
Zur Sicherstellung des Schmierleitungsdruckes P3 und damit zur Sicherstellung der Schmierung ist es erforderlich, dass immer ein gewisser Ölvolumenstrom durch die Druckleitung gepumpt wird. Über die Bypassleitung wird überschüssiges Öl direkt zur Ansaugseite der ersten Pumpe zurückgeleitet, wodurch sich die Leistungsaufnahme der Pumpe reduziert und ein unnötiges Aufschäumen des Öls beim Einleiten in den Ölsumpf verhindert oder vermindert wird.
Ein erfindungsgemäßer Kraftfahrzeugantriebsstrang weist einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe auf, das als Automatgetriebe oder automatisiertes Schaltgetriebe, insbesondere als Wandlerautomatgetriebe, ausgeführt ist. Ferner weist das Getriebe eine Ölversorgung der dargestellten Art auf.
Mit dem Verbrennungsmotor werden über das Getriebe Antriebsräder des Kraftfahrzeugs angetrieben. Insbesondere kann zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor wenigstens eine elektrische Maschine vorgesehen sein, um einen Hybridantriebsstrang für ein Hybridfahrzeug auszubilden. Auch mittels der elektrischen Maschine können die Antriebsräder zusätzlich oder alternativ zum Antrieb mit dem Verbrennungsmotor angetrieben werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren sieht vor, dass unabhängig vom Betriebszustand des Kraftfahrzeugantriebsstrangs immer so viel Drucköl in die Druckleitung gefördert bzw. gepumpt wird, dass der Versorgungsdruck P0 sichergestellt ist. Dabei wird immer mittels der ersten Ölpumpe Öl aus dem Ölsumpf gefördert sobald der Verbrennungsmotor eingeschaltet ist. Weiterhin wird mit der elektrisch angetriebenen Ölpumpe Öl aus dem Ölsumpf gefördert, wenn der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist oder wenn der Druckölbedarf von der ersten Ölpumpe nicht bereitgestellt werden kann.
Wenn die erste Ölpumpe als Verstellpumpe ausgeführt ist, kann das Fördervolumen der ersten Ölpumpe zusätzlich durch Verstellung in Abhängigkeit des Druckolbedarfs angepasst werden, sodass die noch größere Spreizung der Fördermenge durch die beiden Ölpumpen ermöglicht wird. So kann der Druckölbedarf immer von beiden Ölpumpen bereitgestellt werden, wobei die erste Ölpumpe, die als Verstellpumpe ausgeführt ist, durch deren Verstellung der Druckölfördermenge angepasst wird. Die Regelung der beiden Ölpumpen erfolgt unter Verwendung von Betriebsparametern, z.B aus der Steuerung des Getriebes, Motors usw..
Der vorgegebene Grenzwert des Druckolbedarfs kann vorteilhaft aus wenigstens einer oder mehreren der nachfolgenden Betriebsparameter bestimmt werden:
- einem erfassten oder berechneten Öldruck in der Druckölversorgung, insbesondere in der Ölversorgungsleitung und/oder der Arbeitsdruckleitung;
- einer erfassten oder berechneten Öltemperatur in der Druckölversorgung, ins- besondere in der Ölversorgungsleitung, der Arbeitsdruckleitung, einer Ölrück- führung in den Ölsumpf und/oder in dem Ölsumpf;
- dem Zuschalten oder Abschalten einzelner Verbraucher oder Wärmetauscher;
- dem Antrieb der Antriebsräder mit dem Verbrennungsmotor und/oder der elektrischen Maschine.
Insbesondere aus dem Zuschalten und Abschalten einzelner Verbraucher, das heißt, aus der Erfassung, ob ein bestimmter Verbraucher zu- oder abgeschaltet ist, kann auf einen erhöhten oder verminderten Ölbedarf geschlossen werden, in Abhängigkeit des Ölverbrauchs des jeweiligen Verbrauchers. Wenn der Verbrennungsmotor stillgesetzt ist und das Fahrzeug mit der elektrischen Maschine angetrieben wird, ist zwangsläufig bei einer notwendigen Ölförderung der Antrieb der zweiten Ölpumpe notwendig.
Im Bedarfsfall kann die zur Verfügung stehende Ölmenge zur schnelleren und/oder besseren Versorgung der einzelnen getriebeseitigen Verbraucher und/oder für eine schnellere Rückkühlung des Getriebes ideal angepasst werden, indem beispielsweise die zweite Ölpumpe in Abhängigkeit des Bedarfs zu- oder abgeschaltet wird.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Skizzen näher erläutert. In diesen zeigen:
Figur 1 eine Ausführung der Ölversorgung eines Getriebes, insbesondere
Kraftfahrzeuggetriebes, mit einer erfindungsgemäßen Parallelschaltung von Ölpumpen; Figur 2 eine weitere Ausführung der Ölversorgung eines Getriebes, insbesondere Kraftfahrzeuggetriebes, mit einer erfindungsgemäßen Parallelschaltung von Ölpumpen;
Figur 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstrangs;
In der Figur 1 und 2 sind zwei Möglichkeiten dargestellt, wie die Ölversorgung eines Automatgetriebes oder automatischen Schaltgetriebes ausgeführt werden kann. In beiden Ausführungen ist die Ölversorgung in Bezug auf Grundanordnung einer ersten, über den Verbrennungsmotor angetriebenen, Ölpumpe 3 und einer zweiten, über einen elektrischen Antrieb 5 angetriebene, Ölpumpe 4 identisch.
Aus einem Ölsumpf 1 wird mittels der Pumpen Öl über eine Ölleitung 30, 31 a, b in die Druckleitung 2, 12, 22, 32 gefördert. Über das Arbeitsdruckventil 6, das variabel einstellbar ist, wird der Versorgungsdruck P0 in dem Druckleitungsabschnitt 2 geregelt. Von dem Druckleitungsabschnitt 2 zweigt die Ölversorgung für die Schaltelemente 17 ab, wobei die einzelnen Schaltelemente 17 über Leitungen 16 und die Schalt- und Steuerventile 15 mit Drucköl versorgt werden. Die hier nicht näher dargestellten Schaltelemente 7 können Kupplungen oder Bremsen sein, deren Betätigung mit dem Drucköl erfolgt. Die Verschaltung und Regelung der beiden Ölpumpen 3, 4 können wie in Figur 1 und 2 dargestellt unterschiedlich ausgeführt sein. Wobei bei jeder Schaltung sichergestellt ist, dass vor dem Ventil 6 ein Versorgungsdruck P0 einstellbar ist und hinter dem Ventil 6 immer ein Ölvolumenstrom durch die Druckleitung 2, 12, 22, 32 und die Ventile 7, 8, 9, 10 bis zu den Schmierstellen 20 gelangen kann. Überschüssiges Drucköl kann über die Bypassleitung 42, über das Ventil 1 1 zurück auf die Ansaugseite der ersten Ölpumpe 3 geleitet werden oder wird über das Überdruckventil 51 a zurück in den Ölsumpf 1 geleitet.
In den beiden dargestellten Ausführungen ist weiterhin in der Druckleitung 2, 12, 22, 32 ein hydrodynamischer Wandler 18 als Anfahrelement vorgesehen, der mit Drucköl durchströmt bzw. versorgt wird. Zur Kühlung des Ölstroms sind zwei Wärmetauscher 21 , 33 vorgesehen, wobei einer direkt in der Druckleitung 2, 12, 22, 32 vor dem Wandler 18 positioniert ist. Ein weiterer Wärmetauscher 33 ist zwischen den Ventilen 8 und 9 angeordnet. Dieser kann entsprechend dem Betriebszustand des Antriebstrangs in den Retarderbetriebskreislauf 23, zur Abführung der Retarderabwärme, geschaltet werden.
Zur Befüllung des Retarderkreislaufs 23 zweigt von der Druckleitung 2, 12, 22, 32 im Bereich des ersten Arbeitsdruckes Pi eine Befüllleitung 26, 41 ab, über die der Retarder 19 mit Öl aus der Druckleitung 2, 12, 22, 32 versorgbar ist.
Zum Füllen des Retarderbetriebskeislaufes 23 und des Retarders 19 und zur Rege- lung des Fülldrucks sind in den Figuren unterschiedliche Regelkonzepte dargestellt.
In beiden Ausführungen sind die Wärmetauscher 21 und 33 aber identisch im Ölkreis- lauf angeordnet. Im Nicht-Bremsbetrieb des Retarders 19 sind immer beide Wärmetauscher 21 , 33 in den Ölkreislauf eingebunden, sodass möglichst wenig Wärme in den Ölsumpf 1 eingebracht wird bzw. um das Öl aus dem Ölsumpf 1 möglichst schnell herunter zu kühlen. Im Bremsbetrieb des Retarders 19 ist der Wärmetauscher 33 in den Retarderbetriebskreislauf 23 eingebunden.
Weitere in den Figuren 1 und 2 dargestellte Details bzw. Elemente sind Details, die für die Ölversorgung notwendig sind aber nicht direkt für die erfindungsgemäße Ausführung relevant sind. Auf diese wurde hier nicht näher eingegangen, da sie dem Fach- mann allgemein bekannt sind und die Funktion aus den Schaltbildern hervorgeht. Hierzu zählen insbesondere die Rückschlagventile 28, bzw. die Druckbegrenzungsventile 51 , die Sensoren 36, 37, sowie die nicht erwähnten Ventile, Filter usw.
In der Figur 3 sind der Verbrennungsmotor 45, das Getriebe 50 und die Antriebsräder 49 dargestellt. Ferner ist als optionales Merkmal eine elektrische Maschine 46 gezeigt, um einen Hybridkraftfahrzeugantriebsstrang auszubilden. Mit der elektrischen Maschine 46 können ebenfalls die Antriebsräder 49 angetrieben werden.
Zudem ist nochmals exemplarisch der Ölsumpf 1 im Getriebe 50 angedeutet, sowie die erste Ölpumpe 3, die zweite Ölpumpe 4 und der Elektromotor 4. Ferner sind die Schaltelemente 17 zur Einstellung verschiedener Übersetzungen zwischen einer Getriebeeingangswelle 47 und einer Getriebeausgangswelle 48 angedeutet.

Claims

Patentansprüche
1 . Ölversorgung eines Automatgetriebes oder automatisierten Schaltgetriebes
1 .1 mit einem Ölsumpf (1 );
1 .2 mit einer Druckleitung (2, 12, 22, 32) zur Druckölversorgung von Elementen (17, 18, 19, 20) des Getriebes;
1 .3 mit einer ersten Ölpumpe (3), um Öl aus dem Ölsumpf (1 ) auf einen Versorgungsdruck Pi in die Druckleitung (2, 12, 22, 32) zu fördern;
1 .4 mit einem Druckregelventil (6) mittels dem der Versorgungsdruck Pi regelbar ist; wobei
1 .5 die erste Ölpumpe (3) zu ihrem mechanischen Antrieb in Triebverbindung mit einem Verbrennungsmotor (45) steht;
dadurch gekennzeichnet, dass
1 .6 der ersten Ölpumpe (3) zur Förderung von Öl aus dem Ölsumpf (1 ) in die Druckleitung (2, 12, 22, 32) eine zweite Ölpumpe (4) parallel geschaltet ist, die zu ihrem elektrischen Antrieb in Triebverbindung mit einem Elektromotor (5) steht.
2. Ölversorgung gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ölpumpen (3, 4) über Ölleitungen (30, 31 a,b) mit der Druckleitung (2, 12, 22, 32) verbunden sind, wobei auf der Ansaugseite der Ölleitungen (30a, b) zumindest ein Ölsieb (13) vorgesehen ist und weiterhin auf der Druckseite der Ölleitungen (31 a,b) Rückschlagventile (28) vorgesehen sind.
3. Ölversorgung gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Ölpumpe (3) als Verstellpumpe ausgeführt ist, deren Fördervolumen bei gleicher Drehzahl des Verbrennungsmotors (45) veränderbar ist.
4. Ölversorgung gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass Ventile (6, 7, 8, 9, 10,1 1 , 27) in der Druckleitung (2, 12, 22, 32) vorgesehen sind, mittels denen in Teilabschnitten der Druckleitung (2, 12, 22, 32) der Versorgungsdruck P0 , in Strömungsrichtung gesehen, auf einen ersten
Arbeitsdruck Pi, und nachfolgend auf einen zweiten Arbeitsdruck P2 regelbar ist, wobei gilt P0 > Pi > P2
5. Ölversorgung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass Schaltelemente (17) mit der Ölversorgung verbunden sind, die mit Öl aus der Druckleitung (2) versorgt werden, wobei die Ölversorgung mit dem Versorgungsdruck P1 erfolgt.
6. Ölversorgung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Druckleitung (2, 12, 22, 32) im Bereich des zweiten Arbeitsdruckes P2 ein hydrodynamischer Wandler (18) als Anfahrelement vorgesehen ist, der einen Teilabschnitt der Druckleitung (22) bildet, wobei die Regelung des hydrodynamischen Wandlers (18) mittels der Ventile (6, 7, 8, 9, 10,1 1 ) erfolgt.
7. Ölversorgung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass von der Druckleitung (2, 12, 22, 32) im Bereich des ersten Arbeitsdruckes Pi eine Befüllleitung (26, 41 ) abzweigt, über die eine hydrodynamische Bremse bzw. ein Retarder (19) mit Öl aus der Druckleitung (12) versorgbar ist.
8. Ölversorgung gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Bypassleitung (42) und ein Regelventil (1 1 ) vorgesehen sind, wobei die Bypassleitung die Druckleitung (32) mit der Saugleitung (30a) auf der Ansaugseite der ersten Pumpe (3) verbindet, wobei mittels des Regelventils (1 1 ) der Schmierleitungsdruck P3 regelbar ist.
9. Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor (45) und einem Getriebe (50), das als Automatgetriebe oder automatisiertes Schaltgetriebe mit einer Ölversorgung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgeführt ist, mit Antriebsrädern (49), die durch den Verbrennungsmotor (45) über das Getriebe (50) antreibbar sind.
10. Verfahren zum Versorgen eines Automatgetriebes oder automatisierten Schaltgetriebes mit Drucköl mit einer Ölversorgung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, insbesondere in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang gemäß Anspruch 10, umfassend die folgenden Schritte:
- messen des Versorgungsdruckes Po
- Fördern von Öl aus dem Ölsumpf (1 ) mittels der ersten Ölpumpe (3) bei eingeschaltetem Verbrennungsmotor (45); und
Fördern von Öl aus dem Ölsumpf (1 ) mit der elektrisch angetriebenen Ölpumpe (4) bei abgeschalteten Verbrennungsmotor (45) oder wenn der Druckölbedarf von der ersten Ölpumpe (3) nicht bereitgestellt werden kann.
1 1 . Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckölbedarf von beiden Ölpumpen (3, 4) bereitgestellt wird, wobei die ersten Ölpumpe (3), die als Verstellpumpe ausgeführt ist, durch deren Verstellung der Druckölfördermenge angepasst wird, wobei die Regelung der beiden Ölpumpen (3, 4) unter Verwendung von Betriebsparametern erfolgt.
12. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Druckölbedarf aus wenigstens einem oder mehreren der nachfolgenden Betriebsparameter bestimmt wird: einem erfassten oder berechneten Öldruck in der Druckölversorgung, insbesondere der Ölversorgungsleitung (2) und/oder der Arbeitsdruckleitung (5);
einer erfassten oder berechneten Öltemperatur in der Druckölversorgung, insbesondere in der Ölversorgungsleitung (2), der Arbeitsdruckleitung (5), einer Ölrückführung in den Ölsumpf (1 ) und/oder dem Ölsumpf (1 );
dem Zuschalten oder Abschalten einzelner Verbraucher oder Wärmetauscher in der Ölversorgung;
dem Antrieb der Antriebsräder (49) mit dem Verbrennungsmotor (45) und/oder einer elektrischen Maschine (46).
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