Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang mit Automatgetriebe oder automatisierten Schaltgetriebe, einer Ölversorgung und einem hydrodynamischen Retarder sowie ein Verfahren zum Steuern eines hydrodynamischen Retarders in einem Antriebstrang mit einer entsprechenden Ölversorgung, um in Abhängigkeit eines angeforderten Retarderbremsmomentes den Füllungsgrad und/oder den Druck im Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders einzustellen.

Antriebstränge mit einem Automatgetriebe oder automatisierten Schaltgetriebe müssen eine Ölversorgung aufweisen um Schaltelemente wahlweise mit Öldruck zu beaufschlagen und dadurch verschiedene Schaltstufen oder Gänge im Getriebe und somit verschiedene Übersetzungen im Getriebe zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle einzustellen. Neben den Schaltelementen ist die Schmierölversorgung von z. B. den Lagerstellen sicherzustellen. Des Weiteren können in einer solchen Ölversorgung ein hydrodynamischer Retarder und ein hydrodynamischer Wandler als Anfahrelement vorgesehen sein, die mit dem Öl aus der Ölversorgung des Getriebes arbeiten.

Eine derartige Ölversorgung mit Retarder und Wandler ist beispielsweise aus der DE 199 09 690 A1 oder der DE10 2009 035 082 A1 bekannt. Der Aufbau dieser Ölversorgungen ist recht aufwendig und erfordert eine aufwendige Ventilsteuerung. Insbesondere ist die Regelung und Kühlung des hydrodynamischen Retarders, der ein beschaufeltes Primärrad sowie ein beschaufeltes Sekundärrad aufweist, die gemeinsam einen mit dem Arbeitsmedium befüllbaren Arbeitsraum ausbilden, um im mehr oder minder mit einem Arbeitsmedium befüllten Zustand des Arbeitsraumes im Arbeitsraum eine hydrodynamische Kreislaufströmung auszubilden und dadurch Drehmoment vom Primärrad auf das Sekundärrad zu übertragen, wodurch das Primärrad hydrodynamisch abgebremst wird, wurden einige Nachteile ermittelt.

Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist es, einen Antriebsstrang der eingangs genannten Art, sowie ein Verfahren zum Ansteuern eines entsprechen- den hydrodynamischen Retarders in einer Ölversorgung anzugeben, bei welchem eine hohe Regelgüte des hydrodynamischen Retarders erreicht wird.

Weiterhin soll der Wärmeeintrag in den Ölsumpf während der Ansteuerung des hydrodynamischen Retarders und bei dem Ausschalten bzw. der Deaktivierung des hydrodynamischen Retarders reduziert werden. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Antriebstrang mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Der erfindungsgemäße Antriebsstrang mit Automatgetriebe oder automatisierten Schaltgetriebe weist eine Ölversorgung, aufweisend einen Ölsumpf und eine Pumpvorrichtung, zur Bereitstellung eines Versorgungsdrucks Po und einen hydrodynamischen Retarder auf. Der Retarder umfasst einen Arbeitsraum mit einem Einlass und einem Auslass, über die der Retarder mit Öl aus dem Ölkreis- lauf versorgt werden kann. Ferner weist die Ölversorgung eine Druckleitung auf, über die die Elemente des Getriebes mit Drucköl aus der Druckölversorgung versorgt werden. In der Druckleitung sind Ventile und zumindest ein Wärmetauscher vorgesehen. Dabei sind Ventile vor und hinter dem Wärmetauscher derart schaltbar, dass der Wärmetauscher mit einem Retarderolkreislauf verbindbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass zur Regelung des hydrodynamischen Retarders Ventile und eine Füllleitung vorgesehen sind, wobei der Retarderolkreislauf über die Füllleitung derart mit der Druckleitung verbindbar ist, dass ein Retardersteuer- druck P _R im Retarderolkreislauf variabel einstellbar ist.

Durch diese Anordnung wird eine höhere Regelgüte des Retarders erreicht, da die Regelventile und die Füllleitung relativ klein dimensioniert werden können, da nur relative kleine Volumenströme durch diese hindurchgeleitet werden.

Der große Ölvolumenstrom, der im Bremsbetrieb im Retarderolkreislauf und durch den Wärmetauscher zirkuliert, muss nicht über die Ventile zur Regelung des Retarders zirkulieren. Weiterhin werden die Ventile zur Regelung des Retarders nicht den hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt, die im Retarderolkreislauf herrschen, sodass die Randbedingungen zur Regelung relativ konstant bleiben.

Die Pumpvorrichtung erzeugt einen Ölstrom mit einem Versorgungsdruck P _0, mittels dem Schaltelemente des Getriebes, beispielsweise Schaltelemente, Kupplungen und/oder Bremsen, beispielsweise in Lamellenbauart, betätigt werden können. So können wahlweise eine von mehreren möglichen Übersetzungen zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle eingestellt werden.

Weiterhin kann die Druckleitung in Strömungsrichtung gesehen durch die Ventile in Teilabschnitte geteilt sein, wobei der Versorgungsdruck P ₀ mittels der Ventile in den Teilabschnitten auf zumindest einen ersten Arbeitsdruck Pi _, und nachfolgend auf einen zweiten Arbeitsdruck P ₂ regelbar ist, wobei gilt P ₀ > Pi > P ₂ -

Vorteilhaft ist es, wenn die Ventile derart schaltbar und regelbar sind, dass in jedem Betriebszustand des Antriebstrangs ein Schmierölstrom vom Ölsumpf durch die Druckleitung bis zu einer Schmierölversorgung gepumpt werden kann.

Zu den Betriebszustände zählen hauptsächlich der Anfahrbetrieb mit Wandler, der Fahrbetrieb mit überbrücktem Wandler, Lock-Up-Betrieb und der Bremsbetrieb, aber auch die Betriebszustände der anderen Aggregate des Antriebstrangs wie dem Motor usw. zählen dazu. In unterschiedlichen Ausführungen können ein Regelventil und/oder ein Überdruckventil vorgesehen sein, um in einem weiteren, einem dritten Teilabschnitt der Druckleitung, den Schmieröldruck P ₃ zu regeln, wobei gilt P ₃ < P _2. Weiterhin kann der dritte Teilabschnitt der Druckleitung über das Regelventil und eine Bypassleitung mit der Ansaugseite einer Pumpe der Pumpvorrichtung verbindbar sein. Über die Bypassleitung wird das, je nach Betriebszustand, noch erhitzte Öl direkt zurück in die Druckleitung gepumpt, sodass der Wärmeeintrag in den Ölsumpf reduziert wird.

In einer Ausführung kann zur Regelung des Retardersteuerdruckes PR ein 4/3 Regelventil vorgesehen sein, über das die Füllleitung mit der Druckleitung verbindbar ist, wobei das Regelventil gleichzeitig mit den Ventilen vor und hinter dem Wärmetauscher über ein gemeinsames Steuerventil, mittels des selben Schalt- drucks, geschaltet wird. Durch die unterschiedlichen Schaltdrücke erfolgt die Schaltung zeitversetzt bzw. geregelt.

In einer weiteren Ausführung kann zur Regelung des Retardersteuerdruckes PR eine erste Druckwaage und eine zweite Druckwaage vorgesehen sein, wobei die Füllleitung vor der ersten Druckwaage mit der Druckleitung verbunden ist und die zweite Druckwaage in der Füllleitung angeordnet ist. Im Betrieb wird mittels der ersten Druckwaage der Arbeitsdruck Pi, gesteuert von einem ersten Steuerventil, und mittels der zweiten Druckwaage, gesteuert von einem zweiten Steuerventil, der Retardersteuerdruck P _R geregelt.

Insbesondere die zweite Druckwaage kann konstruktiv auf die Ansteuerung und Anforderungen des verwendeten Retarders optimiert werden, sodass die Regelbarkeit verbessert wird. Weiter sind die Temperaturgradienten an der Druckwaage geringer und die erste Druckwaage kann bei Ausfall der Zweiten deren Funktion hilfsweise übernehmen und auf den Retarderdruck P _R regeln, sodass der ersten Arbeitsdruck Pi gleichzeitig der Retardersteuerdruck P _R ist. Weiterhin können das erste Ventil und das zweite Ventil, die zur Verbindung des Retarderölkreislaufes mit dem Wärmetauscher vor und hinter diesem angeordnet sind, über ein drittes Steuerventil mittels einem Steuerdruck geschaltet werden, wobei der Umschaltdruck des ersten Ventils niedriger ist als der des zweiten Ventils. Durch die unterschiedliche Auslegung der Ventile erfolgt eine zeitversetzte Schaltung der Ventile, sodass bei Umschalten vom Bremsbetrieb in den Nicht- Bremsbetrieb das erhitzte Öl aus dem Arbeitsraum des Retarders eine Moment länger über den Wärmetauscher fliest und so weniger erwärmtes Öl in den Ölsumpf gelangt.

Des Weiteren kann in der Druckleitung, in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Schaltventil für den Retarder, ein hydrodynamischer Wandler als Anfahrelement vorgesehen sein, der einen Teilabschnitt der Druckleitung bildet, wobei die Regelung des hydrodynamischen Wandlers mittels eines Ventils in Strömungsrichtung hinter dem Wandler erfolgt. Der Wandler und ein vorzugweise in der Druckleitung davor angeordneter zweiter Wärmetauscher werden dadurch in jedem Betriebszustand durchströmt, wodurch auch bei längerem Retarderbetrieb eine Rückkühlung des Öls aus dem Ölsumpf erfolgt.

Im Lockup-Betrieb und im Wandler-Betrieb erfolgt die Kühlung des Öls somit über zwei Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher vor dem Wandler wesentlich kleiner ausgelegt sein kann. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann der Einlass des Retarders über eine Ölleitung und das Retardersteuerventil mit der Schmierölversorgung verbindbar sein. Eine derartige Verbindung kann dazu verwendet werden, den Retarder im Nicht-Bremsbetrieb mit kleinen Ölmengen, auch Impföl genannt, zu kühlen und die Verlustleistung zu reduzieren. Die Verbindung hat den weiteren Vorteil, dass die Füllleitung stets mit Öl gefüllt ist, sodass die Ansprechzeit des Retarders wesentlich verkürzt wird.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Steuern eines hydrodynamischen Retarders in einem Antriebsstrang mit einer entsprechenden Ölversorgung weist im Wesentlichen folgende Vorteile auf. Der Retarderölkreislauf wird erst geschlossen und anschließend mit relativ kaltem Öl aus dem Ölsumpf gefüllt, wodurch das Öl erst einmal mehr Bremsenergie abführen kann. Weiterhin wird bei der Schaltung in den Nicht-Bremsbetrieb, durch das Zeitversetzte schalten der Ventile vor und hinter dem Wärmetauscher, weniger erhitztes Öl aus dem Retarderkreislauf in den Ölsumpf abgeführt. Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren exemplarisch beschrieben werden.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstrangs;

Figur 2 eine Ausführung der Ölversorgung eines Getriebes, insbesondere

Kraftfahrzeuggetriebes;

Figur 3 eine weitere Ausführung der Ölversorgung eines Getriebes, insbe- sondere Kraftfahrzeuggetriebes;

In der Figur 1 wird schematisch ein entsprechender Antriebsstrang mit einem Verbrennungsmotor 45, dem Getriebe 50 und den Antriebsrädern 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 auch der Ölsumpf 1 im Getriebe 50 angedeutet, sowie eine erste Ölpumpe 3 und eine zweite Ölpumpe 4 mit deren elektrischem Antriebsmotor 4. Ferner sind die Schaltelemente 17 zur Einstellung verschiedener Übersetzungen zwischen einer Getriebeeingangswelle 47 und einer Getriebeausgangswelle 48 angedeutet.

Nicht separat dargestellt sind der Retarder und der Wandler, wobei auch diese mit dem Getriebe gekoppelt sind bzw. im Getriebegehäuse mit untergebracht sind.

In den Figuren 2 und 3 sind zwei Ausführungen dargestellt, wie die Ölversorgung eines Automatgetriebes oder automatischen Schaltgetriebes ausgeführt werden kann. In den Ausführungsbeispielen sind weiterhin unterschiedliche Pumpvorrichtungen für die Ölversorgung in Bezug auf Grundanordnung der Pumpen dargestellt. Um einen besonders effizienten Pumpenbetrieb zu erreichen sind hier eine erste, über den Verbrennungsmotor angetriebene, Ölpumpe 3 und eine zweite, über einen elektrischen Antrieb 5 angetriebene, Ölpumpe 4 verwendet worden. Die Ölpumpe 3 kann aber auch derart ausgelegt sein, dass eine Pumpe ausreicht. Die Verschaltung und Regelung der beiden Ölpumpen 3, 4 können, wie in Figur 1 und 2 dargestellt unterschiedlich ausgeführt sein. Aus dem Ölsumpf 1 wird Öl über eine Ölleitungen 30, 31 a, b in die Druckleitung 2, 12, 22, 32 gefördert. Wobei durch eine entsprechende Schaltung und Regelung der Ventile 6, 7, 8, 9, 10 sichergestellt ist, dass vor dem Ventil 6 ein Versorgungsdruck P ₀ einstellbar ist und hinter dem Ventil 6 immer ein Ölvolumenstrom mit einem einstellbaren Öldruck durch die Druckleitung 2, 12, 22, 32 und die Ventile 7, 8, 9, 10 bis zu den Schmierstellen 20 gelangen kann.

Die Druckleitung wird durch die Ventile in Teilabschnitte 2, 12, 22, 32 geteilt, wobei der Versorgungsdruck P ₀ mittels der Ventile 6, 7, 8, 9, 10, 27 in den Teilabschnitten auf zumindest einen ersten Arbeitsdruck Pi _, und nachfolgend auf einen zweiten Arbeitsdruck P ₂ regelbar ist, wobei gilt P ₀ > Pi > P ₂ .

Der Versorgungsdruck P ₀ in dem Druckleitungsabschnitt 2 wird über das Arbeitsdruckventil 6, welches mittels des Schaltventils 38 geschaltet wird, 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 17 können Kupplungen oder Bremsen sein, deren Betätigung über das Drucköl erfolgt. An den Teilabschnitt 32 ist schließlich die Schmierung 20 angeschlossen, wobei zur Druckregelung des Schmieröldrucks P3 das Regelventil 1 1 und/oder das Überdruckventil 51 a eingesetzt werden können.

Weiterhin ist in beiden Ausführungen der Wandler ein Teilabschnitt in der Druckleitung 2, 12, 22, 32, das heißt, der Wandler wird immer von einem Ölstrom mit dem Öldruck P ₂ durchströmt, unabhängig davon ob dieser aktiv als Anfahrelement eingesetzt wird oder nicht. Vor dem Wandler 18 ist der Wärmetauscher 21 angeordnet.

Die Druckregelung erfolgt generell mittels entsprechender Schalt-und Steuerventile 29, 34, 38, 39 ,40 wobei auch Sensoren 36, 37 vorgesehen sein können. Auch der Retarder ist in beiden Ausführungen vom Konzept her identisch in den Ölkreislauf eingebaut. So sind Ventile 8 und 9 vorgesehen, die in einer Schaltstellung den Wärmetauscher 33 in den Retarderolkreislauf 23 einbinden, sodass im Bremsbetrieb das im Retarder-Arbeitsraum durch die Bremsleistung erhitzte Öl im Wärmetauscher gekühlt werden kann.

Die Regelung des Retarders erfolgt über die Füllleitung 26, 41 , die mit der Druckleitung im Teilabschnitt 12 verbindbar ist.

In Fig. 2 ist nun eine erste Variante für die Retardersteuerung dargestellt. Für den Bremsbetrieb werden die Ventile 7, 8 und 9 über einen Schaltdruck geschaltet, der über das Schalt- und Steuerventil 40 gesteuert/geregelt wird. Dadurch wird einmal der Wärmetauscher 33 in den Retarderolkreislauf 23 eingebunden und das Öl für die Schmierölversorgung 20 wird direkt, nur noch durch den Wärmetauscher 21 gekühlt, durch die Druckleitung 32 geleitet.

Die Befüllung des Retarderarbeitsraums erfolgt über die Füllleitung 26, indem das 4/3 Regelventil /entsprechend geschaltet wird. Die Regelung des Retarderdrucks PR erfolgt ebenfalls über das Regelventil 7, wobei die Schaltpunkte bei diesem Regelventil entsprechend ausgelegt sind.

Beim Umschalten in den Nicht-Bremsbetrieb werden die Ventile 7, 8, 9 über einen Steuerdruck von Schalt- und Steuerventil 40 in folgender Reihenfolge geschaltet. Zuerst wird das Regelventil 7 in Ausgangsstellung geschaltet, anschließend Ventile 9 und zuletzt Ventil 8. Die verzögerte Umschaltung der Ventile 8 und 9 beim Abschalten bewirkt, dass das erhitzte Öl aus dem Arbeitsraum noch für einen Moment über den Wärmetauscher 33 geleitet wird, bevor es von dort über das Überdruckventil 51 a in den Ölsumpf 1 gelangt. Sobald auch das Ventil 8 schaltet wird der restliche Ölinhalt aus dem Arbeitsraums und dem Retarderolkreislauf 23 ungekühlt in den Ölsumpf 1 gepumpt wird.

In Fig. 3 ist eine zweite Variante für die Retarderansteuerung dargestellt. Auch hier werden für den Bremsbetrieb die Ventile 8 und 9 in der bereits zu Figur 2 beschriebenen Art und Weise geschaltet. Anders ist hier die Regelung des Retarders 19 über die Ansteuerung der Ventile 7b und 27. Diese Ventile sind als Druckwaage ausgelegt, die über die Schalt-und Steuerventile 38, 39 geschaltet werden. Hierdurch ist die Schaltung der Ventile 8 und 9 von der Schaltung der Druckwaagen 7b und 27 entkoppelt. Die Rückstellfe- der von Druckwaage 27 kann dadurch schwächer ausgelegt werden, wodurch die Auflösung des Ventils und somit die Feinfühligkeit der Retardersteuerung erhöht wird.

Zur Verkürzung der Ansprechzeit/Füllzeit des Retarders 19 ist eine weitere Ölleitung, Impfleitung 44, vorgesehen. Durch das„Imfpen,, mit Öl in den Arbeits- räum des Retarders kann die Verlustleitung des Retarders im Nicht-Bremsbetrieb reduziert werden. Dazu kann die Druckwaage 27 derart über das Steuerventil 39 geschaltet werden, dass eine Verbindung zwischen der Druckleitung 32 und der Füllleitung 26 entsteht. Das Impfölvolumen wird über die Drossel 52 in der Impfleitung 44 eingestellt und der Impföldruck über die Drossel 51 b. Die Füllleitung bleibt so immer gefüllt und muss beim Umschalten in den Bremsbetrieb nicht erst aufgefüllt werden.

Die Bypassleitung 42 verbindet die Druckleitung 32 über das Ventil 1 1 direkt mit der Ansaugseite der Ölpumpe 3. So kann ein unnötiger Wärmeeintrag in den Ölsumpf reduziert werden. In einem Abzweig von der Druckleitung 2 ist ferner ein Sicherheitsventil 29 vorgesehen, das oberhalb eines vorgegebenen Druckwertes öffnet.

In beiden Ausführungen sind noch weitere Bauteile eingezeichnet, auf die hier nicht näher eingegangen wird, da sie dem Fachmann allgemein bekannt sind und die Funktion aus den Schaltbildern eindeutig hervorgeht. Hierzu zählen insbeson- dere die Rückschlagventile 28, bzw. die Druckbegrenzungsventile 51 , die Sensoren 36, 37, sowie die nicht erwähnten Ventile, Filter 13/14 usw.