DE102018004556A1

DE102018004556A1 - Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes

Info

Publication number: DE102018004556A1
Application number: DE102018004556.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Krais; Benno Bietz; Daniel Maiorano
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-06-08
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2019-12-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes (10), wobei das Doppelkupplungsgetriebe (10) ein Getriebegehäuse (12a), ein Kupplungsgehäuse (12b), eine innerhalb des Kupplungsgehäuses (12b) angeordnete Doppelkupplung (54), einen hohlzylindrischen Kupplungsraum (16), welcher die Doppelkupplung (54) zumindest teilweise umschließt, eine elektrohydraulische Steuereinheit (18), einen Radsatzraum (20), welcher einen Getriebegehäusebodenbereich (22) umfasst, einen Getriebeölspeicher (24), welcher zur Aufnahme eines Getriebeöls für das Doppelkupplungsgetriebe (10) vorgesehen ist, eine Getriebeölpumpe (26), welche zu einer Förderung des Getriebeöls aus dem Getriebeölspeicher (24) zu der elektrohydraulischen Steuereinheit (18) vorgesehen ist, und eine Trockensumpfpumpe (46), welche zu einer Absaugung des Getriebeöls aus dem Radsatzraum (20) und einer Rückführung des Getriebeöls in den Getriebeölspeicher (24) vorgesehen ist, umfasst, wobei der Kupplungsraum (16) eine erste Austrittsöffnung (32) aufweist, welche zu einer direkten Rückführung des Getriebeöls in den Getriebeölspeicher (24) vorgesehen ist, und eine zweite Austrittsöffnung (36) aufweist, welche in einem in Kraftfahrzeugeinbaulage geodätisch unteren Bereich des Kupplungsraums (16) angeordnet ist und welche zu einem direkten Rücklauf des Getriebeöls in den Getriebegehäusebodenbereich (22) vorgesehen ist, und wobei eine Förderleistung der Trockensumpfpumpe (46) aus dem Getriebegehäusebodenbereich (22) in den Getriebeölspeicher (24) in zumindest einem wesentlichen Betriebszustand zumindest im Wesentlichen proportional zu einer aus dem Kupplungsraum (16) direkt in den Getriebegehäusebodenbereich (22) rückgeführten Getriebeölmenge eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes.
Es sind bereits Verfahren zum Betrieb von Doppelkupplungsgetrieben bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes bereitzustellen, insbesondere hinsichtlich einer hohen Effizienz und Betriebssicherheit. Sie wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes, wobei das Doppelkupplungsgetriebe ein Getriebegehäuse, ein Kupplungsgehäuse, eine innerhalb des Kupplungsgehäuses angeordnete Doppelkupplung, einen hohlzylindrischen Kupplungsraum, welcher die Doppelkupplung zumindest teilweise umschließt, eine elektrohydraulische Steuereinheit, einen Radsatzraum, welcher einen Getriebegehäusebodenbereich umfasst, einen Getriebeölspeicher, welcher zur Aufnahme eines Getriebeöls für das Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen ist, eine Getriebeölpumpe, welche zu einer Förderung des Getriebeöls aus dem Getriebeölspeicher zu der elektrohydraulischen Steuereinheit vorgesehen ist, und eine Trockensumpfpumpe, welche zu einer Absaugung des Getriebeöls aus dem Radsatzraum, insbesondere aus dem Getriebegehäusebodenbereich des Radsatzraums, und einer Rückführung des Getriebeöls in den Getriebeölspeicher vorgesehen ist, umfasst, wobei der Kupplungsraum eine erste Austrittsöffnung aufweist, welche zu einer direkten, insbesondere pumpenfreien und vorteilhaft leitungsfreien, Rückführung des Getriebeöls in den Getriebeölspeicher vorgesehen ist, und eine zweite Austrittsöffnung aufweist, welche in einem in Kraftfahrzeugeinbaulage geodätisch unteren Bereich des Kupplungsraums angeordnet ist und welche zu einem direkten, insbesondere pumpenfreien und vorteilhaft leitungsfreien, Rücklauf des Getriebeöls in den Getriebegehäusebodenbereich vorgesehen ist, und wobei eine Förderleistung der Trockensumpfpumpe aus dem Getriebegehäusebodenbereich in den Getriebeölspeicher in zumindest einem wesentlichen Betriebszustand zumindest im Wesentlichen proportional zu einer aus dem Kupplungsraum direkt in den Getriebegehäusebodenbereich rückgeführten Getriebeölmenge eingestellt wird. Darunter, dass die Förderleistung der Trockensumpfpumpe aus dem Getriebegehäusebodenbereich in den Getriebeölspeicher „zumindest im Wesentlichen proportional“ zu der aus dem Kupplungsraum direkt in den Getriebegehäusebodenbereich rückgeführten Getriebeölmenge eingestellt wird, soll insbesondere verstanden werden, dass in zumindest einem Betriebszustand der Trockensumpfpumpe zumindest ein Anteil eines von der Trockensumpfpumpe aus dem Getriebegehäusebodenbereich in den Getriebeölspeicher geförderten Volumenstroms des Getriebeöls proportional zu dem aus dem Kupplungsraum direkt, vorzugsweise durch die zweite Austrittsöffnung, in den Getriebegehäusebodenbereich geförderten Volumenstrom des Getriebeöls eingestellt wird. Vorzugsweise wird der Wert des Anteils des von der Trockensumpfpumpe aus dem Getriebegehäusebodenbereich in den Getriebeölspeicher geförderten Volumenstroms entsprechend dem Wert des aus dem Kupplungsraum direkt in den Getriebegehäusebodenbereich geförderten Volumenstroms des Getriebeöls eingestellt. Insbesondere setzt sich der eingestellte Volumenstrom des Getriebeöls, welcher insbesondere die Förderleistung der Trockensumpfpumpe definiert, aus mehreren variablen Anteilen zusammen. Vorteilhaft wird ein erster weiterer Anteil des von der Trockensumpfpumpe aus dem Getriebegehäusebodenbereich in den Getriebeölspeicher geförderten Volumenstroms des Getriebeöls entsprechend einem von einem in dem Radsatzraum angeordneten Radsatz des Doppelkupplungsgetriebes abgegebenen Volumenstrom des Getriebeöls eingestellt. Besonders vorteilhaft wird ein zweiter weiterer Anteil des von der Trockensumpfpumpe aus dem Getriebegehäusebodenbereich in den Getriebeölspeicher geförderten Volumenstroms entsprechend einem kühlungszustandsabhängigen Basisoffset eingestellt. Besonders bevorzugt wird ein dritter weiterer Anteil des von der Trockensumpfpumpe aus dem Getriebegehäusebodenbereich in den Getriebeölspeicher geförderten Volumenstroms entsprechend einem fahrsituationsabhängigen Offset eingestellt. Insbesondere setzt sich der eingestellte Volumenstrom des Getriebeöls aus dem Anteil und dem ersten weiteren Anteil, dem zweiten weiteren Anteil und/oder dem dritten weiteren Anteil zusammen. Durch diese Ausgestaltung eines Verfahrens zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes kann insbesondere eine hohe Energieeffizienz, vorzugsweise eine energieeffiziente Getriebeölförderung, erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Ölpumpe, vorzugsweise Trockensumpfpumpe, energieeffizient betrieben werden. Zudem kann vorteilhaft eine zuverlässige Getriebeölförderung, besonders vorteilhaft in allen Fahrsituationen und/oder bei geringer Leistungsaufnahme, ermöglicht werden. Besonders vorteilhaft können in allen Fahrsituationen stabile Ölstände eingestellt werden. Hierdurch kann eine hohe Betriebssicherheit erreicht werden.
Grundsätzlich sind Situationen außerhalb des wesentlichen Betriebszustands denkbar, in denen keine Proportionalität zwischen der gesamten Rückfördermenge der Trockensumpfpumpe und der Menge aus dem Kupplungsraum direkt in den Getriebegehäusebodenbereich rückgeführten Getriebeölmenge gibt. Beispielsweise kann man sich einen Beschleunigungsvorgang vorstellen, bei dem im Verlauf ein immer höherer Anteil des Kupplungsöls direkt über eine erste Austrittsöffnung in den Getriebeölspeicher zurückgefördert wird, die für die Trockensumpfpumpe relevante Menge aus der Doppelkupplung also eher geringer wird, die Schmiermenge des Radsatzraums jedoch mit der Drehzahl bzw. der Fördermenge der Getriebeölpumpe linear zunimmt. Das würde einen Anstieg der gesamten Rückfördermenge bei einer eventuell gleichbleibenden bis abnehmenden rückförderrelvanten Menge der Doppelkupplung bedeuten.
Das Doppelkupplungsgetriebe umfasst einen Radsatz, welcher eine Mehrzahl an Zahnrädern, vorzugsweise Stirnrädern, aufweist, welche auf Wellen rotierbar um eine Mehrzahl an Rotationsachsen angeordnet sind. Der Radsatz ist dabei in dem Radsatzraum angeordnet. Das Doppelkupplungsgetriebe weist zwei Getriebeabtriebe auf. Die Doppelkupplung ist insbesondere zu einer Kupplung eines Verbrennungsmotors mit einem der Getriebeabtriebe vorgesehen. Die Doppelkupplung ist insbesondere aus zwei radial ineinander liegenden Kupplungen aufgebaut, vorzugsweise einer radial innen angeordneten Kupplung und einer radial außen angeordneten Kupplung. Die radial außen angeordnete Kupplung umfasst einen Außenlamellenträger, welcher einen gesamten Rotationskörper der Doppelkupplung in radialer Richtung umschließt. Der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung ist vorteilhaft so ausgestaltet, dass durch diesen das Getriebeöl aus einem Kupplungsinnenbereich der Doppelkupplung, vorzugsweise radial, austreten und dann radial nach außen abgeschleudert werden kann. Die elektrohydraulische Steuereinheit ist dazu vorgesehen, einen Ölvolumenstrom des Getriebeöls zu verteilen, vorteilhaft auf zumindest einen Hydraulikvolumenstrom zur Aktuierung und/oder auf zumindest einen Schmier- und Kühlölvolumenstrom in die Doppelkupplung. Ein Schmieröl- und Kühlölvolumenstrom sind insbesondere identisch. Vor der Verteilung auf die Schmier- und Kühlölverbraucher geht insbesondere ein Anteil durch die Kühlung, vermischt sich dann mit dem restlichen Öl im Schmiersystem und geht zu den Verbrauchern. Vorteilhaft umschließt das Getriebegehäuse die elektrohydraulische Steuereinheit, den Radsatzraum, den Getriebeölspeicher, die zumindest eine Getriebeölpumpe und die Trockensumpfpumpe. Der Kupplungsraum ist insbesondere axial versetzt zu dem Radsatzraum und/oder dem Getriebeölspeicher angeordnet. Vorteilhaft erstrecken sich der Radsatzraum und der Getriebeölspeicher zumindest abschnittsweise über einen selben axialen Bereich. Insbesondere ist der Kupplungsraum in zumindest einem Kühlbetriebszustand der Doppelkupplung maximal mit dem Getriebeöl gefüllt, also insbesondere soweit, bis sich die Rückförderung über eine 13 Uhr-Öffnung ausprägt und dort der Hauptanteil der Kühlöls zurückgefördert wird, wobei dies insbesondere nicht bedeuten muss, dass der Kupplungsraum vollständig mit Öl gefüllt ist, und/oder in zumindest einem weiteren Kühlbetriebszustand der Doppelkupplung zu einer Aufnahme eines laminaren Getriebeölstroms vorgesehen. Insbesondere ist der Getriebegehäusebodenbereich zu einer Fassung eines Trockensumpfs vorgesehen. Die Begriffe „axial“ und „radial“ sind insbesondere auf eine Hauptrotationsachse des Doppelkupplungsgetriebes, vorteilhaft auf eine Rotationsachse einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und/oder eine Rotationsachse der Doppelkupplung, bezogen, so dass der Ausdruck „axial“ insbesondere eine Achse bezeichnet, die parallel oder koaxial zu der Hauptrotationsachse verläuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck „radial“ im Folgenden insbesondere eine Achse, die senkrecht zu der Hauptrotationsachse und durch die Hauptrotationsachse verläuft.
Insbesondere ist die Getriebeölpumpe als eine mechanisch, insbesondere durch einen Verbrennungsmotor, angetriebene Ölpumpe und/oder als eine Ansaugpumpe ausgebildet. Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Getriebeölpumpe elektrisch angetrieben wird. Vorteilhaft ist die Getriebeölpumpe dazu vorgesehen, das Getriebeöl aus dem Getriebeölspeicher, vorzugsweise durch einen Ölfilter, anzusaugen. Insbesondere ist in dem Getriebeölspeicher eine Getriebeölpumpenansaugöffnung vorgesehen, durch welche das Getriebeöl mittels der Getriebeölpumpe absaugbar ist. Insbesondere weist das Doppelkupplungsgetriebe eine Zusatzölpumpe auf, welche vorteilhaft als eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe und/oder als eine Ansaugpumpe ausgebildet ist. Die Zusatzölpumpe ist dazu vorgesehen, die Getriebeölpumpe temporär funktionell zu ersetzen oder zu unterstützen. Die Zusatzölpumpe bildet insbesondere eine Sekundärpumpe aus. Vorteilhaft ist die Zusatzölpumpe dazu vorgesehen, das Getriebeöl aus dem Getriebeölspeicher, vorzugsweise durch einen Ölfilter, anzusaugen. Insbesondere ist in dem Getriebeölspeicher eine, vorzugsweise von der Getriebeölpumpenansaugöffnung verschieden ausgebildete, Zusatzölpumpenansaugöffnung vorgesehen, durch welche das Getriebeöl mittels der Zusatzölpumpe absaugbar ist. Vorteilhaft sind die Getriebeölpumpenansaugöffnung und die Zusatzölpumpenansaugöffnung in Kraftfahrzeugeinbaulage geodätisch auf einer selben Höhe angeordnet. Insbesondere ist die Trockensumpfpumpe als eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe und/oder als eine Ansaugpumpe ausgebildet. Vorteilhaft ist die Trockensumpfpumpe in dem Radsatzraum, insbesondere in dem Getriebegehäusebodenbereich des Radsatzraums, angeordnet. Besonders vorteilhaft ist die Trockensumpfpumpe dazu vorgesehen, das Getriebeöl aus dem Radsatzraum, insbesondere aus dem Getriebegehäusebodenbereich des Radsatzraums, vorzugsweise durch einen Ölfilter, anzusaugen. Insbesondere ist in dem Radsatzraum eine Trockensumpfpumpenansaugöffnung vorgesehen, durch welche das Getriebeöl aus dem Getriebegehäusebodenbereich mittels der Trockensumpfpumpe absaugbar ist, wobei die Trockensumpfpumpenansaugöffnung vorteilhaft in Kraftfahrzeugeinbaulage geodätisch tiefer liegt als die zweite Austrittsöffnung des Kupplungsraums. Vorteilhaft ist mit dem Doppelkupplungsgetriebe ein tiefer gelegener Ölpegel im Getriebegehäusebodenbereich des Radsatzraums als der geodätisch tiefste Punkt des Kupplungsraums darstellbar, so dass ein Planschen der rotierenden Bauteile in einem sich im Getriebegehäusebodenbereich ansammelnden Getriebeöl sicher vermieden werden kann. Die Trockensumpfpumpe ist besonders vorteilhaft zu einer Förderung des Getriebeöls aus dem Getriebegehäusebodenbereich in den Getriebeölspeicher, vorzugsweise durch eine Förderleitung, vorgesehen. Insbesondere weist das Doppelkupplungsgetriebe die Förderleitung auf, welche zu einer direkten Rückführung des Getriebeöls aus dem Radsatzraum in den Getriebeölspeicher, besonders vorteilhaft oberhalb einer Überlauföffnung des Getriebeölspeichers, vorgesehen ist. Vorteilhaft ist die Förderleitung im Ölstrom hinter der Trockensumpfpumpe angeordnet. Die Zusatzölpumpe und die Trockensumpfpumpe können insbesondere separat angetrieben sein. Vorteilhaft bilden die Trockensumpfpumpe und die Zusatzölpumpe eine Tandempumpe aus und weisen einen gemeinsamen und/oder gekoppelten Pumpenantrieb auf, besonders vorteilhaft einen Elektromotor. Grundsätzlich wäre es aus Effizienzgründen jedoch auch denkbar, dass die beiden Pumpen keinen gemeinsamen Antrieb haben, durch die Tandempumpe kann jedoch ein Kosten- und Packaging-Vorteil erreicht werden. Besonders vorteilhaft weist die Tandempumpe zumindest zwei, insbesondere drehrichtungsabhängige, Betriebszustände auf. Vorzugsweise ist ein erster Betriebszustand der Tandempumpe als ein Trockensumpfpumpenbetriebszustand ausgebildet, in welchem die Trockensumpfpumpe zu einer Leistungsaufnahme vorgesehen ist und in welchem die Zusatzölpumpe zu einem zumindest im Wesentlichen leistungsaufnahmefreien Betrieb vorgesehen ist. Ferner ist ein zweiter Betriebszustand der Tandempumpe als ein Kombibetriebszustand ausgebildet, in welchem sowohl die Trockensumpfpumpe als auch die Zusatzölpumpe zu einer Leistungsaufnahme vorgesehen sind.
Insbesondere wird, vorzugsweise zumindest mittels einer Recheneinheit, in Abhängigkeit von Getriebeparametern eine Mengenbilanz des dem Getriebegehäusebodenbereich zugeführten Getriebeöls ermittelt. Vorteilhaft können die Getriebeparameter eine Eingangsdrehzahl des Doppelkupplungsgetriebes, einen Kühlungsbetriebszustand der Doppelkupplung, einen Ist-Volumenstrom des von der Getriebeölpumpe geförderten Getriebeöls, einen Ist-Volumenstrom des von der Zusatzölpumpe geförderten Getriebeöls, einen Ist-Volumenstrom des von der Trockensumpfpumpe geförderten Getriebeöls und/oder eine Öltemperatur des Getriebeöls umfassen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Förderleistung der Trockensumpfpumpe in Abhängigkeit einer Querbeschleunigung, insbesondere in Kraftfahrzeugeinbaulage und/oder des Kraftfahrzeugs selbst, eingestellt wird. Insbesondere wird ein Offsetwert, vorzugsweise ein erster Offsetwert, in Abhängigkeit der Querbeschleunigung, insbesondere eines Betrags und/oder einer Richtung der Querbeschleunigung, zu der Mengenbilanz addiert oder subtrahiert und die Förderleistung der Trockensumpfpumpe zumindest entsprechend der Addition aus Mengenbilanz und zumindest einem Offsetwert, insbesondere zumindest dem ersten Offsetwert, eingestellt. Insbesondere ist der erste Offsetwert als ein Bestandteil des fahrsituationsabhängigen Offsets ausgebildet. Vorteilhaft wird die Abhängigkeit des ersten Offsetwerts von der Querbeschleunigung durch eine räumliche Anordnung der Trockensumpfpumpenansaugöffnung, der Zusatzölpumpenansaugöffnung und/oder der Getriebeölpumpenansaugöffnung, insbesondere hinsichtlich einer Richtung der Querbeschleunigung, bestimmt. Dadurch kann vorteilhaft ein effizienter und zuverlässiger Getriebeöltransport ermöglicht werden. Besonders vorteilhaft kann ein Luftsaugen einer Ölpumpe, insbesondere einer von der Zusatzölpumpe verschiedenen Getriebeölpumpe, verhindert und somit ein Getriebeverschleiß vermindert werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Förderleistung der Trockensumpfpumpe in Abhängigkeit einer Längsbeschleunigung, insbesondere in Kraftfahrzeugeinbaulage und/oder des Kraftfahrzeugs selbst, eingestellt wird. Insbesondere wird ein Offsetwert, vorzugsweise ein zweiter Offsetwert, in Abhängigkeit der Längsbeschleunigung zu der Mengenbilanz addiert oder subtrahiert und die Förderleistung der Trockensumpfölpumpe zumindest entsprechend der Addition oder Subtraktion aus Mengenbilanz und Offsetwert eingestellt. Insbesondere ist der zweite Offsetwert zumindest als ein Bestandteil des fahrsituationsabhängigen Offsets ausgebildet. Vorzugsweise beträgt der zweite Offsetwert zumindest 0 l/min, besonders vorteilhaft bei einer negativen Längsbeschleunigung und/oder einem Bremsvorgang, und/oder höchstens 4 l/min, insbesondere höchstens 3 l/min und vorteilhaft höchstens 2 l/min, besonders vorteilhaft bei einer positiven Längsbeschleunigung. Hierdurch kann vorteilhaft ein energieeffizienter Betrieb einer Ölpumpe, insbesondere Zusatzölpumpe, ermöglicht werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Förderleistung der Trockensumpfpumpe in Abhängigkeit einer zur Kühlung der Doppelkupplung angeforderten Kühlvolumenstrommenge eingestellt wird. Insbesondere wird ein Offsetwert, vorzugsweise ein dritter Offsetwert, in Abhängigkeit der zur Kühlung der Doppelkupplung angeforderten Kühlvolumenstrommenge, vorzugsweise bei einer hohen angeforderten Kühlvolumenstrommenge, zu der Mengenbilanz addiert und die Förderleistung der Trockensumpfpumpe zumindest entsprechend der Addition aus Mengenbilanz und Offsetwert eingestellt. Insbesondere ist der dritte Offsetwert zumindest als ein Bestandteil des fahrsituationsabhängigen Offsets ausgebildet. Vorzugsweise beträgt der dritte Offsetwert zumindest 0 l/min, insbesondere zumindest 0,25 l/min und vorteilhaft zumindest 0,5 l/min, besonders vorteilhaft bei einer minimalen Kühlvolumenstrommenge, und/oder höchstens 4 l/min, insbesondere höchstens 3 l/min und vorteilhaft höchstens 2 l/min, besonders vorteilhaft bei einer maximalen Kühlvolumenstrommenge. Dadurch kann vorteilhaft ein effizienter und bedarfsgerechter Getriebeöltransport erreicht werden. Besonders vorteilhaft kann bei einem geringen Ölbedarf eine Zusatzölpumpe energiesparend betrieben werden.
Unter einem „Großteil“ soll im Folgenden insbesondere mehr als 50 %, vorteilhaft mehr als 70 % und besonders vorteilhaft mehr als 80 %, verstanden werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:

1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Doppelkupplungsgetriebes mit einem Radsatzraum und mit einem Getriebeölspeicher in einer axialen Richtung betrachtet in einer schematischen Darstellung,
2 eine axiale Ansicht eines Teils eines Kupplungsgehäuses und einer Doppelkupplung des Doppelkupplungsgetriebes,
3 eine perspektivische Ansicht des Radsatzraums, des Getriebeölspeichers, eines Kupplungsraums zur Aufnahme der Doppelkupplung und einer Trockensumpfpumpe zur Förderung eines Getriebeöls von dem Radsatzraum zu dem Getriebeölspeicher in einer schematischen Darstellung,
4 eine Seitenansicht des Radsatzraums, des Getriebeölspeichers, des Kupplungsraums und der Trockensumpfpumpe in einer schematischen Darstellung,
5 eine Draufsicht des Radsatzraums, des Getriebeölspeichers, des Kupplungsraums und der Trockensumpfpumpe in einer schematischen Darstellung,
6 eine grafische Darstellung einer Mengenbilanzierung des Getriebeöls und einer Offsetbildung auf die Mengenbilanzierung,
7 eine grafische Darstellung einer Abhängigkeit der Offsetbildung von einer Längsbeschleunigung und einer Querbeschleunigung und
8 eine perspektivische Ansicht des Getriebeölspeichers mit einer Getriebeölpumpenansaugöffnung einer Getriebeölpumpe und mit einer Trockensumpfpumpenansaugöffnung der Zusatzölpumpe.

1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Doppelkupplungsgetriebe 10. Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst einen Radsatz 52. Der Radsatz 52 ist zu einer Übersetzung und/oder Untersetzung einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments vorgesehen. Der Radsatz 52 weist eine Mehrzahl an verzahnten Zahnrädern, insbesondere Stirnrädern, auf. Die Zahnräder des Radsatzes 52 sind auf Wellen rotierbar um eine Mehrzahl an Rotationsachsen, beispielhaft vier Rotationsachsen, angeordnet. Alternativ könnte ein Radsatz eine von vier abweichende Anzahl an Rotationsachsen aufweisen.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst einen Getriebeölspeicher 24. Der Getriebeölspeicher 24 ist zur Speicherung eines Getriebeöls des Doppelkupplungsgetriebes 10 vorgesehen. Der Getriebeölspeicher 24 ist zur Aufnahme des Getriebeöls vorgesehen. Der Getriebeölspeicher 24 ist als ein Ansaugraum ausgebildet. Der Getriebeölspeicher 24 ist als ein Ansaugraum einer Getriebeölpumpe 26 ausgebildet. Der Getriebeölspeicher ist als ein Ansaugraum einer Zusatzölpumpe 28 ausgebildet. Der Getriebeölspeicher 24 weist eine in 3 gezeigte Überlauföffnung 34 auf. Die Überlauföffnung 34 verbindet den Getriebeölspeicher 24 mit einem Radsatzraum 20. Die Überlauföffnung 34 definiert eine maximale Höhe eines Ölstands 64 des Getriebeölspeichers 24. Die Überlauföffnung 34 ist zu einer Abführung eines überschüssigen Getriebeöls aus dem Getriebeölspeicher 24 in den Radsatzraum 20 vorgesehen, insbesondere falls der Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 eine Höhe der Überlauföffnung 34 erreicht. Der Getriebeölspeicher 24 weist eine in 3 gezeigte Eintrittsöffnung 66 auf. Die Eintrittsöffnung 66 ist höher angeordnet als die Überlauföffnung 34. Die Eintrittsöffnung 66 ist zu einer Zuführung des Getriebeöls zu dem Getriebeölspeicher 24 vorgesehen. Insbesondere ist der Getriebeölspeicher 24 frei von einer Sensorik für den Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24. Ferner ist der Radsatzraum 20 frei von einer Sensorik für einen Ölstand 62 des Radsatzraums 20. Vorzugsweise wird insgesamt keine Ölstandssensorik verwendet.
Das Getriebeöl ist zu einer Kühlung und Schmierung des Doppelkupplungsgetriebes 10 vorgesehen. Das Getriebeöl ist insbesondere für eine Kühlung einer in 2 gezeigten Doppelkupplung 54 vorgesehen. Das Getriebeöl ist zu einer Kühlung und Schmierung des Radsatzes 52 des Doppelkupplungsgetriebes 10 vorgesehen. Das Getriebeöl ist zu einer Beölung, insbesondere für nicht näher dargestellte Verzahnungen und Lager, vorgesehen. Das Getriebeöl ist zudem als eine Hydraulikflüssigkeit des Doppelkupplungsgetriebes 10 ausgebildet. Das Getriebeöl ist als eine Hydraulikflüssigkeit der Doppelkupplung 54 ausgebildet. Das Getriebeöl ist als eine Hydraulikflüssigkeit für eine nicht näher dargestellte Getriebeinnenschaltung des Doppelkupplungsgetriebes 10 ausgebildet. Das Getriebeöl ist als eine Hydraulikflüssigkeit einer nicht näher dargestellten Parksperre des Doppelkupplungsgetriebes 10 ausgebildet.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 weist den Radsatzraum 20 auf. Der Radsatz 52 ist innerhalb des Radsatzraums 20 angeordnet. Der Radsatzraum 20 umfasst einen Getriebegehäusebodenbereich 22. Der Getriebegehäusebodenbereich 22 ist dazu vorgesehen, das, insbesondere zumindest von dem Radsatz 52, von den Lagern und/oder den Wellen abgegebene, Getriebeöl zu fassen. Der Getriebegehäusebodenbereich 22 ist zu einer Fassung eines Trockensumpfes des Getriebeöls vorgesehen. Der Radsatzraum 20 ist als ein Ansaugraum einer Trockensumpfpumpe 46 ausgebildet.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst ein Getriebegehäuse 12a und ein Kupplungsgehäuse 12b. Das Getriebegehäuse 12a umschließt den Radsatzraum 20. Ein Boden des Getriebegehäuses 12a umschließt teilweise den Getriebegehäusebodenbereich 22. Das Getriebegehäuse 12a umschließt den Getriebeölspeicher 24.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst eine elektrohydraulische Steuereinheit 18. Die elektrohydraulische Steuereinheit 18 ist dazu vorgesehen, einen Volumenstrom 60 des Getriebeöls zu verteilen. Die elektrohydraulische Steuereinheit 18 ist dazu vorgesehen, den Volumenstrom 60 des Getriebeöls zumindest auf einen Hydraulikvolumenstrom zur Aktuierungund auf einen Schmier- und Kühlölvolumenstromaufzuteilen. Der in der 1 dargestellte Volumenstrom 60 zeigt dabei beispielhaft lediglich den Schmier- und Kühlölvolumenstrom. Der Schmierölstrom ist zu einer Versorgung des Radsatzes 52, der Lager und der Wellen mit Schmieröl vorgesehen. Der Hydraulikölstrom ist zu einer Versorgung der Getriebeinnenschaltung, der Parksperre und der Doppelkupplung 54 mit Aktuierungsölvorgesehen. Der Schmier- und Kühlölvolumenstromist unter anderem zu einer Versorgung zumindest der Doppelkupplung 54 mit Kühlöl vorgesehen. Insbesondere sind der der Hydraulikvolumenstrom und der Schmier- und Kühlölvolumenstromzu einer Vereinigung in dem Getriebegehäusebodenbereich 22 vorgesehen.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst die Getriebeölpumpe 26. Die Getriebeölpumpe 26 ist als eine mechanisch angetriebene Ölpumpe ausgebildet. Die Getriebeölpumpe 26 ist, insbesondere über eine Übersetzung, mit einer Eingangsdrehzahl des Doppelkupplungsgetriebes 54 angetrieben. Die Getriebeölpumpe 26 ist als eine Ansaugpumpe ausgebildet. Die Getriebeölpumpe 26 ist zu einer Ansaugung des Getriebeöls aus dem Getriebeölspeicher 24 vorgesehen. Die Getriebeölpumpe 26 ist insbesondere zu einer Ansaugung des Getriebeöls über einen Ölfilter 56 des Doppelkupplungsgetriebes 10 vorgesehen. Die Getriebeölpumpe 26 ist zu einer Ansaugung des Getriebeöls an einer in 8 gezeigten Getriebeölpumpenansaugöffnung 27 vorgesehen. Die Getriebeölpumpe 26 ist zu einer Förderung des Getriebeöls aus dem Getriebeölspeicher 24 zu der elektrohydraulischen Steuereinheit 18 vorgesehen.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst die Zusatzölpumpe 28. Die Zusatzölpumpe 28 ist als eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe ausgebildet. Die Zusatzölpumpe 28 ist als eine Ansaugpumpe ausgebildet. Die Zusatzölpumpe 28 ist zu einer Ansaugung des Getriebeöls aus dem Getriebeölspeicher 24 vorgesehen. Die Zusatzölpumpe 28 ist zu einer Ansaugung des Getriebeöls an einer in 8 gezeigten Zusatzölpumpenansaugöffnung 30 vorgesehen. Die Getriebeölpumpe 26 und die Zusatzölpumpe 28 sind zumindest zu einer Versorgung eines hydraulischen Systems der Doppelkupplung 54 vorgesehen.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst die Trockensumpfpumpe 46. Die Trockensumpfpumpe 46 ist als eine elektromotorisch angetriebene Ölpumpe ausgebildet. Die Trockensumpfpumpe 46 ist als eine Ansaugpumpe ausgebildet. Die Trockensumpfpumpe 46 ist zu einer Absaugung des Getriebeöls aus dem Radsatzraum 20 vorgesehen. Die Trockensumpfpumpe 46 ist zu einer Ansaugung des Getriebeöls aus dem Radsatzraum 20 an einer Trockensumpfpumpenansaugöffnung 47 vorgesehen. Die Trockensumpfpumpe 46 ist zu einer Förderung des Getriebeöls aus dem Getriebegehäusebodenbereich 22 in den Getriebeölspeicher 24 vorgesehen. Die Trockensumpfpumpe 46 ist dazu vorgesehen, das Getriebeöl auf ein höheres Niveau zu pumpen. Die Trockensumpfpumpe 46 ist dazu vorgesehen, in jedem Fahrzustand genügend Getriebeöl von dem Radsatzraum 20 in den Getriebeölspeicher 24 zu fördern, um den Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 auf einem hohen Niveau zu halten und somit insbesondere eine Druckversorgung eines Getriebeölsystems des Doppelkupplungsgetriebes 54 und eine Funktion des Doppelkupplungsgetriebes 54 zu gewährleisten. Eine Leistungsaufnahme der Trockensumpfpumpe 46 steigt insbesondere progressiv über der Eingangsdrehzahl der Trockensumpfpumpe 46 an.
Die Zusatzölpumpe 28 und die Trockensumpfpumpe 46 bilden eine Tandempumpe, insbesondere mit einem gemeinsamen und gekoppelten Antrieb, aus. Die Tandempumpe weist zwei Betriebszustände auf. Ein erster Betriebszustand der Tandempumpe ist als ein Trockensumpfpumpenbetriebszustand ausgebildet, in welchem die Trockensumpfpumpe 46 zu einer Leistungsaufnahme vorgesehen ist und in welchem die Zusatzölpumpe 28 zu einem zumindest im Wesentlichen leistungsaufnahmefreien Betrieb vorgesehen ist. Ein zweiter Betriebszustand der Tandempumpe ist als ein Kombibetriebszustand ausgebildet, in welchem sowohl die Trockensumpfpumpe 46 als auch die Zusatzölpumpe 28 zu einer Leistungsaufnahme vorgesehen sind.
2 zeigt eine axiale Ansicht zumindest eines Teils des Kupplungsgehäuses 12b und der Doppelkupplung 54 von einem Verbrennungsmotor zu dem Radsatzraum 20 betrachtet. Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst die Doppelkupplung 54. Die Doppelkupplung 54 ist zu einer Kupplung des Verbrennungsmotors mit einem von zwei Getriebeabtrieben vorgesehen. Die Doppelkupplung 54 ist innerhalb des Kupplungsgehäuses 12b angeordnet. Die Doppelkupplung 54 ist radial innerhalb des Kupplungsgehäuses 12b angeordnet. Die Doppelkupplung 54 weist zwei radial ineinander liegende Kupplungen auf, welche in radialer Richtung von einem Außenlamellenträger einer äußeren Kupplung 14 der Doppelkupplung 54 umschlossen sind. Der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 ist rotationssymmetrisch ausgebildet. Der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 ist radial innerhalb des Kupplungsgehäuses 12b angeordnet.
Der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 ist rotierbar angeordnet. Der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 ist so ausgebildet, dass aus diesem in einem rotierenden Zustand das Getriebeöl, insbesondere das zur Kühlung der Doppelkupplung 54 vorgesehene Getriebeöl, aus einem Kupplungsinnenbereich der Doppelkupplung 54 radial austreten und dann abgeschleudert werden kann. Eine von dem Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 abgeschleuderte Menge des Getriebeöls in Richtung einer ersten Austrittsöffnung 32 erhöht sich mit zunehmender Drehzahl des Außenlamellenträgers der äußeren Kupplung 14 und mit zunehmender der Doppelkupplung 54 für die Kühlung der Doppelkupplung 54 zugeführten Getriebeölmenge. Insgesamt wird immer die gesamte Getriebeölmenge abgeschleudert, jedoch bei niedrigen Drehzahlen und Mengen nicht in Richtung der Austrittsöffnung 31.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 weist einen Kupplungsraum 16 auf. Das Kupplungsgehäuse 12b umschließt den Kupplungsraum 16 zumindest radial. Der Kupplungsraum 16 umschließt den Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 zumindest teilweise. Der Kupplungsraum 16 umschließt den Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 radial. Der Kupplungsraum 16 ist hohlzylindrisch ausgebildet. Zwischen einer radialen Außenwand des Kupplungsraums 16 und dem Außenlamellenträger der äußeren Kupplung der Doppelkupplung 54 ist ein ringförmiger Spalt, insbesondere ein mit Getriebeöl befüllbarer ringförmiger Luftspalt vorgesehen. Zumindest eine, insbesondere von dem Kupplungsgehäuse 12b gebildete, Außenwand des Kupplungsraums 16 ist zu einem Auffangen des von dem Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 abgeschleuderten Getriebeöls vorgesehen.
Der Kupplungsraum 16 weist eine erste Austrittsöffnung 32 auf. Die erste Austrittsöffnung 32 ist als eine Öffnung in der Außenwand des Kupplungsraums 16 ausgebildet. Die erste Austrittsöffnung 32 ist an der Außenwand des Kupplungsraums 16 angeordnet. Die erste Austrittsöffnung 32 ist als eine Öffnung in einer Wand des Getriebeölspeichers 24 ausgebildet. Die erste Austrittsöffnung 32 ist in einer oberen Hälfte des Getriebeölspeichers 24 angeordnet. Die erste Austrittsöffnung 32 ist höher angeordnet als die Überlauföffnung 34. Die erste Austrittsöffnung 32 kann höher oder tiefer als die Eintrittsöffnung 66 oder gleich hoch wie die Eintrittsöffnung 66 angeordnet sein. Die erste Austrittsöffnung 32 verbindet den Kupplungsraum 16 und den Getriebeölspeicher 24. Die erste Austrittsöffnung 32 ist zu einer Rückführung des Getriebeöls aus dem Kupplungsraum 16 in den Getriebeölspeicher 24 vorgesehen. Die erste Austrittsöffnung 32 ist zu einer direkten Rückführung des Getriebeöls in den Getriebeölspeicher 24 oberhalb der Überlauföffnung 34 des Getriebeölspeichers 24 vorgesehen.
Der Kupplungsraum 16 weist eine zweite Austrittsöffnung 36 auf. Die zweite Austrittsöffnung 36 ist an einer in Kraftfahrzeugeinbaulage geodätisch tiefen Position des Kupplungsraums 16 angeordnet. Die zweite Austrittsöffnung 36 ist tiefer angeordnet als die erste Austrittsöffnung 32. Die zweite Austrittsöffnung 36 ist tiefer angeordnet als die Doppelkupplung 54. Die zweite Austrittsöffnung 36 ist tiefer angeordnet als die Überlauföffnung 34. Die zweite Austrittsöffnung 36 verbindet den Kupplungsraum 16 und den Radsatzraum 20. Die zweite Austrittsöffnung 36 ist zu einer Überführung des Getriebeöls aus dem Kupplungsraum 16 in den Radsatzraum 20 vorgesehen. Die zweite Austrittsöffnung 36 ist zu einem Rücklauf des Getriebeöls in den Getriebegehäusebodenbereich 22 vorgesehen. Die untere Austrittsöffnung 36 des Kupplungsraums 16 ist in Einbaulage des Doppelkupplungsgetriebes 10 im Kraftfahrzeug oberhalb der Trockensumpfpumpenansaugöffnung 47 angeordnet. Dadurch ist vorteilhaft im Getriebegehäusebodenbereich 22 des Radsatzraums 20 ein niedrigerer Ölpegel als der Ölpegel im Kupplungsraum 16 einstellbar, so dass ein Trockensumpf im Radsatzraum 20 sicher darstellbar ist und Schleppverluste des Doppelkupplungsgetriebes 10 reduziert werden können.
Die erste Austrittsöffnung 32 weist einen größeren Querschnitt auf als die zweite Austrittsöffnung 36. Die erste Austrittsöffnung 32 ist zu einer Aufnahme eines größeren Ölvolumenstroms befähigt als die zweite Austrittsöffnung 36. Die untere Austrittsöffnung 36 weist einen kleineren Querschnitt auf als die Trockensumpfpumpenansaugöffnung 47.
3 bis 5 zeigen schematisch den Radsatzraum 20, den Getriebeölspeicher 24 und den Kupplungsraum 16 in verschiedenen Ansichten. Der Kupplungsraum 16 ist axial versetzt zu dem Radsatzraum 20 angeordnet. Der Kupplungsraum 16 ist axial versetzt zu dem Getriebeölspeicher 24 angeordnet. Der Radsatzraum 20 und der Getriebeölspeicher 24 weisen eine selbe axiale Erstreckung auf. Der Radsatzraum 20 und der Getriebeölspeicher 24 erstrecken sich zumindest abschnittsweise über einen selben axialen Bereich. Der Radsatzraum 20 und der Getriebeölspeicher 24 erstrecken sich über denselben axialen Bereich. Der Radsatzraum 20, der Getriebeölspeicher 24 und der Kupplungsraum 16 sind fluidtechnisch miteinander verbunden.
Das Doppelkupplungsgetriebe 10 umfasst eine Förderleitung 48. Die Förderleitung 48 ist der Trockensumpfpumpe 46 im Ölstrom nachgeordnet. Die Förderleitung 48 ist als eine Steigleitung ausgebildet. Eine Eintrittsöffnung der Förderleitung 48 ist tiefer angeordnet als die zweite Austrittsöffnung 36. Die Förderleitung 48 ist zu einer Förderung des von der Trockensumpfpumpe 46 gepumpten Getriebeöls vorgesehen. Die Förderleitung 48 ist zu einer Förderung des Getriebeöls von dem Radsatzraum 20 in den Getriebeölspeicher 24 vorgesehen. Die Förderleitung 48 ist zu einer direkten Rückführung des Getriebeöls aus dem Radsatzraum 20 in den Getriebeölspeicher 24 oberhalb der Überlauföffnung 34 vorgesehen. Die Förderleitung 48 ist dazu vorgesehen, das Getriebeöl durch die Eintrittsöffnung 66 des Getriebeölspeichers 24 dem Getriebeölspeicher 24 rückzuführen.
Ein erster Kühlbetriebszustand der Doppelkupplung 54 ist beispielhaft als ein Betriebszustand einer Überlandfahrt ausgebildet, in welchem nur ein geringer Kühlbedarf der Doppelkupplung 54 vorhanden ist. In dem ersten Kühlbetriebszustand ist der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 zu einer Rotation mit einer minimalen bis nominalen Drehzahl vorgesehen. In dem ersten Kühlbetriebszustand ist der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 zu einem Abschleudern von einer minimalen bis nominalen Menge des Getriebeöls in Richtung der ersten Austrittsöffnung 32 vorgesehen. Das in dem ersten Kühlbetriebszustand von dem Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 abgeschleuderte Getriebeöl ist ein Kühlöl der Doppelkupplung 54, welches insbesondere zur Darstellung von Mikroschlupf zur Drehschwingungsdämpfung und Kühlung der Kupplungslamellen aufgrund der im Mikroschlupfbetrieb eingetragenen Reibleistung vorgesehen ist. In dem ersten Kühlbetriebszustand weist das abgeschleuderte Getriebeöl eine minimale bis nominale kinetische Energie auf.
In dem ersten Kühlbetriebszustand ist die Außenwand des Kupplungsraums 16 zu einer Führung einer nicht-laminaren Strömung des Getriebeöls vorgesehen. In dem ersten Kühlbetriebszustand läuft das abgeschleuderte Getriebeöl an der Außenwand des Kupplungsraums 16 zusammen. In dem ersten Kühlbetriebszustand sammelt sich das abgeschleuderte Getriebeöl an einer tiefsten Stelle des Kupplungsraums 16 in einer Flüssigkeitsansammlung oder Pfütze. In dem ersten Kühlbetriebszustand ist der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 in einem kontaktlosen Zustand mit dem zusammengelaufenen Getriebeöl. In dem ersten Kühlbetriebszustand planscht der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 nicht. In dem ersten Kühlbetriebszustand planscht der Radsatz 52 in der Regel nicht. In dem ersten Kühlbetriebszustand ist ein Ölstand des Kupplungsraums 16 tiefer angeordnet als der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14. In dem ersten Kühlbetriebszustand weist der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 eine minimale Schleppleistung auf.
In dem ersten Kühlbetriebszustand ist lediglich die zweite Austrittsöffnung 36 zu einer Abführung des Getriebeöls aus dem Kupplungsraum 16 vorgesehen.
Der Ölstand des Kupplungsraums 16 ist in dem ersten Kühlbetriebszustand höher als ein Ölstand 62 des Radsatzraums 20. Der Ölstand des Kupplungsraums 16 ist in dem ersten Kühlbetriebszustand minimal. Der Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 ist in dem ersten Kühlbetriebszustand höher als der Ölstand des Kupplungsraums 16. Der Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 ist in dem ersten Kühlbetriebszustand höher als der Ölstand 62 des Radsatzraums 20. Der Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 ist in dem ersten Kühlbetriebszustand maximal. Der Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 weist in dem ersten Kühlbetriebszustand eine selbe Höhe wie die Überlauföffnung 34 des Getriebeölspeichers 24 auf. Insbesondere ist der Radsatzraum 20 frei von einer Sensorik für den Ölstand 62 des Radsatzraums 20.
In einem zweiten Kühlbetriebszustand der Doppelkupplung 54 ist der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 zu einer Rotation mit einer minimalen bis nominalen Drehzahl vorgesehen. In dem zweiten Kühlbetriebszustand ist der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 zu einem Abschleudern von einer nominalen Menge des Getriebeöls in Richtung der ersten Austrittsöffnung 32 vorgesehen. In dem zweiten Kühlbetriebszustand weist das abgeschleuderte Getriebeöl eine nominale kinetische Energie auf.
In dem zweiten Kühlbetriebszustand ist die Außenwand des Kupplungsraums 16 zu einer Führung einer laminaren Strömung des Getriebeöls vorgesehen. In dem zweiten Kühlbetriebszustand ist das an der Außenwand des Kupplungsraums 16 befindliche abgeschleuderte Getriebeöl durch einen Luftspalt von dem Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 getrennt. In dem zweiten Kühlbetriebszustand kontaktiert der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 das an der Außenwand des Kupplungsraums 16 strömende Getriebeöl kaum. In dem zweiten Kühlbetriebszustand planscht der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 nicht. In dem zweiten Kühlbetriebszustand planscht der Radsatz 52 in der Regel nicht. In dem zweiten Kühlbetriebszustand umgibt der Ölstand des Kupplungsraums 16 den Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 konzentrisch. In dem zweiten Kühlbetriebszustand weist der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 eine wie im ersten Kühlbetriebszustand nur geringe Schleppleistung auf.
In dem zweiten Kühlbetriebszustand ist die erste Austrittsöffnung 32 zu einer Abführung des ersten Teils des Getriebeöls aus dem Kupplungsraum 16 vorgesehen. In dem zweiten Kühlbetriebszustand ist die zweite Austrittsöffnung 36 zu einer Abführung eines, insbesondere zu dem ersten Teil komplementären, zweiten Teils des abgeschleuderten Getriebeöls aus dem Kupplungsraum 16 vorgesehen.
Der Ölstand des Kupplungsraums 16 ist in dem zweiten Kühlbetriebszustand nominal. Der Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 ist in dem zweiten Kühlbetriebszustand höher als der Ölstand des Kupplungsraums 16. Der Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 ist in dem zweiten Kühlbetriebszustand nominal. Der Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 ist in dem zweiten Kühlbetriebszustand höher als der Ölstand 62 des Radsatzraums 20. Der Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 ist in dem zweiten Kühlbetriebszustand in der Regel unterhalb der Überlauföffnung 34 des Getriebeölspeichers 24 angeordnet. Der Ölstand 62 des Radsatzraums 20 ist in dem zweiten Kühlbetriebszustand tiefer als in dem ersten Kühlbetriebszustand.
Ein dritter Kühlbetriebszustand der Doppelkupplung 54 ist als ein Volllastbetriebszustand, als ein Betriebszustand bei maximaler Fahrzeuggeschwindigkeit oder als ein Betriebszustand bei vorliegender maximaler Drehmomentanforderung ausgebildet. In dem dritten Kühlbetriebszustand ist der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 zu einer Rotation mit einer nominalen bis maximalen Drehzahl vorgesehen. In dem dritten Kühlbetriebszustand ist der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 zu einem Abschleudern von einer maximalen Menge des Getriebeöls vorgesehen. In dem dritten Kühlbetriebszustand weist das abgeschleuderte Getriebeöl eine nominale bis maximale kinetische Energie auf.
In dem dritten Kühlbetriebszustand ist der Kupplungsraum 16 maximal mit Getriebeöl gefüllt, also insbesondere soweit, bis sich die Rückförderung über eine 13 Uhr-Öffnung ausprägt und dort der Hauptanteil des Kühlöls zurückgefördert wird, wobei dies insbesondere nicht bedeuten muss, dass der Kupplungsraum 16 vollständig mit Getriebeöl gefüllt ist. In dem dritten Kühlbetriebszustand rotiert der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 vollständig in dem Getriebeöl. In dem dritten Kühlbetriebszustand weist der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 eine maximale Schleppleistung auf. In dem dritten Kühlbetriebszustand weist der Außenlamellenträger der äußeren Kupplung 14 eine Pumpenradwirkung auf.
In dem dritten Kühlbetriebszustand ist die erste Austrittsöffnung 32 zu einer Abführung des ersten Teils des Getriebeöls aus dem Kupplungsraum 16 vorgesehen. In dem dritten Kühlbetriebszustand ist die zweite Austrittsöffnung 36 zu einer Abführung eines, insbesondere zu dem ersten Teil komplementären, zweiten Teils des abgeschleuderten Getriebeöls aus dem Kupplungsraum 16 vorgesehen. In dem dritten Kühlbetriebszustand ist der erste Teil des Getriebeöls größer als der zweite Teil des Getriebeöls. Mit einer zunehmenden Drehzahl des Außenlamellenträgers der äußeren Kupplung 14 und/oder mit zunehmender Menge an für die Kühlung der Doppelkupplung 54 zugeführtem Getriebeöl steigt ein Mengenverhältnis eines von der ersten Austrittsöffnung 32 abgeführten Getriebeöls zu einem von der zweiten Austrittsöffnung 36 abgeführten Getriebeöls an.
Der Kupplungsraums 16 weist in dem dritten Kühlbetriebszustand ein maximales Ölvolumen auf. Der Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 ist in dem dritten Kühlbetriebszustand minimal. Der Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 ist in dem dritten Kühlbetriebszustand höher als der Ölstand 62 des Radsatzraums 20. Der Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 ist in dem dritten Kühlbetriebszustand unterhalb der Überlauföffnung 34 des Getriebeölspeichers 24 angeordnet.
Vorteilhaft ist für das Doppelkupplungsgetriebe 10 zusätzlich ein vierter Kühlbetriebszustand der Doppelkupplung 54 für einen Kriechzustand, insbesondere für einen Kriechzustand in einer Bergauffahrt, mit dem Doppelkupplungsgetriebe 10 vorgesehen, in welchem zusätzlich zu einer Anhebung des Arbeitsdrucks in der elektrohydraulischen Steuereinheit 18, was zu Erhöhung des maximal dem Doppelkupplungsgetriebe 10 für eine Kühlung und Schmierung bereitgestellten Ölvolumenstrom führt, eine Aufteilung der Anteile des der Doppelkupplung 54 für die Kühlung und Schmierung bereitgestellten Ölvolumenstroms verändert wird. Dabei wird der Ölvolumenstrom in den Radsatzraum 20 verringert, so dass der Doppelkupplung 54 ein entsprechend höherer Ölvolumenstrom zur Kühlung der Doppelkupplung 54 zugeführt werden kann. Dadurch erhöht sich vorteilhaft der Ölvolumenstrom zur Doppelkupplung 54 im vierten Kühlbetriebszustand gegenüber dem dritten Kühlbetriebszustand. Der vierte Kühlbetriebszustand wird vorteilhaft unabhängig von einer festgestellten vorliegenden Verbrennungsmotordrehzahl und/oder Antriebsmaschinendrehzahl gewählt, sobald ein Kriechbetrieb, insbesondere ein Kriechbetrieb in einer Bergauffahrt, festgestellt wird. In dem vierten Kühlbetriebszustand ist ebenfalls wie im dritten Kühlbetriebszustand der Kupplungsraum 16 maximal oder im Wesentlichen maximal mit Öl gefüllt.
6 zeigt eine grafische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb des Doppelkupplungsgetriebes 10. Bei dem Verfahren wird eine Förderleistung der Trockensumpfpumpe 46 aus dem Getriebegehäusebodenbereich 22 in den Getriebeölspeicher 24 eingestellt. Bei dem Verfahren wird eine Förderleistung der Trockensumpfpumpe 46 aus dem Getriebegehäusebodenbereich 22 in den Getriebeölspeicher 24 abhängig von einem Fahrbetriebszustand und einem Getriebezustand eingestellt. Bei dem Verfahren wird in Abhängigkeit einer Mehrzahl an Getriebeparametern 74, 76, 78, 80, 82, 84, insbesondere eines ersten Getriebeparameters 74, eines zweiten Getriebeparameters 76, eines dritten Getriebeparameters 78, eines vierten Getriebeparameters 80, eines fünften Getriebeparameters 82 und eines sechsten Getriebeparameters 84, des Doppelkupplungsgetriebes 10 eine Mengenbilanz eines in dem Getriebegehäusebodenbereich 22 des Radsatzraums 20 zusammenlaufenden Getriebeöls gebildet. Der erste Getriebeparameter 74 ist als die Eingangsdrehzahl des Doppelkupplungsgetriebes 10 ausgebildet. Der zweite Getriebeparameter 76 ist als ein Kühlbetriebszustand ausgebildet, welcher zumindest einen der zuvor genannten Kühlbetriebszustände der Doppelkupplung 54, einen Kühlbetriebszustand einer optionalen Hybridkupplung, einen Kühlbetriebszustand einer Radsatzverzahnung des Radsatzes 52 und/oder Spritzspinne, einen Kühlbetriebszustand einer Welleninnenbeölung und/oder einen Kühlbetriebszustand eines Stators einer optionalen elektrischen Antriebsmaschine umfassen kann. Der dritte Getriebeparameter 78 ist als ein Ist-Volumenstrom des von der Getriebeölpumpe 26 geförderten Getriebeöls ausgebildet. Der vierte Getriebeparameter 80 ist als ein Ist-Volumenstrom des von der Zusatzölpumpe 28 geförderten Getriebeöls ausgebildet. Der fünfte Getriebeparameter 82 ist als ein Ist-Volumenstrom des von der Trockensumpfpumpe 46 geförderten Getriebeöls ausgebildet. Der sechste Getriebeparameter 84 ist als eine Öltemperatur des Getriebeöls ausgebildet. Aus der Mengenbilanz des dem Getriebegehäusebodenbereichs 22 zugeführten Getriebeöls wird ein Rohwert 86 eines Soll-Volumenstroms des von der Trockensumpfpumpe 46 zu fördernden Getriebeöls abgeleitet. Der Rohwert 86 des Soll-Volumenstroms des von der Trockensumpfpumpe 46 zu fördernden Getriebeöls berechnet sich aus einer Summe eines von dem Radsatz 52 abgegebenen Volumenstrom des Getriebeöls, eines durch die zweite Austrittsöffnung 36 tretenden Anteils des von der Doppelkupplung 54 abgegebenen Volumenstroms des Getriebeöls und eines Basisoffsets, welcher Toleranzen in Abhängigkeit des als Kühlungsbetriebszustand ausgebildeten zweiten Getriebeparameters 76 berücksichtigt.
Die Förderleistung der Trockensumpfpumpe 46 aus dem Getriebegehäusebodenbereich 22 in den Getriebeölspeicher 24 wird in einem Wesentlichen Betriebszustand, insbesondere überwiegend, zumindest im Wesentlichen proportional zu einer aus dem Kupplungsraum 16 direkt in den Getriebegehäusebodenbereich 22 rückgeführten Getriebeölmenge eingestellt. Die aus dem Kupplungsraum 16 direkt in den Getriebegehäusebodenbereich 22 rückgeführte Getriebeölmenge ist eine durch die zweite Austrittsöffnung 36 strömende Getriebeölmenge.
Die Förderleistung der Trockensumpfpumpe 46 wird, insbesondere zusätzlich, in Abhängigkeit einer Querbeschleunigung eingestellt. Dazu wird ein erster Offsetwert 90 in Abhängigkeit der Querbeschleunigung zu dem Rohwert 86 des Soll-Volumenstroms des von der Trockensumpfpumpe 46 zu fördernden Getriebeöls addiert oder subtrahiert.
Die Förderleistung der Trockensumpfpumpe 46 wird, insbesondere zusätzlich, in Abhängigkeit einer Längsbeschleunigung eingestellt. Dazu wird ein zweiter Offsetwert 92 in Abhängigkeit der Längsbeschleunigung zu dem Rohwert 86 des Soll-Volumenstroms des von der Trockensumpfpumpe 46 zu fördernden Getriebeöls addiert oder subtrahiert.
Die Förderleistung der Trockensumpfölpumpe 46 wird, insbesondere zusätzlich, in Abhängigkeit einer zur Kühlung der Doppelkupplung 54 angeforderten Kühlvolumenstrommenge eingestellt. Dazu wird ein dritter Offsetwert 94 in Abhängigkeit der zur Kühlung der Doppelkupplung 54 angeforderten Kühlvolumenstrommenge zu dem Rohwert 86 des Soll-Volumenstroms des von der Trockensumpfpumpe 46 zu fördernden Getriebeöls addiert. Die zur Kühlung der Doppelkupplung 54 angeforderte Kühlvolumenstrommenge ist abhängig von einem Kühlbetriebszustand der Doppelkupplung 54, beispielsweise dem ersten Kühlbetriebszustand, dem zweiten Kühlbetriebszustand, dem dritten Kühlbetriebszustand oder dem vierten Kühlbetriebszustand .
Aus einer Summe des Rohwerts 86 des Soll-Volumenstroms des von der Trockensumpfpumpe 46 zu fördernden Getriebeöls und eines fahrsituationsabhängigen Offsets wird ein Endwert 96 des Soll-Volumenstroms des von der Trockensumpfpumpe 46 zu fördernden Getriebeöls berechnet. Der fahrsituationsabhängige Offset ist gebildet aus dem ersten Offsetwert 90, dem zweiten Offsetwert 92 und dem dritten Offsetwert 94. Die Förderleistung der Trockensumpfpumpe 46 wird gemäß dem Endwert 96 des Soll-Volumenstroms des von der Trockensumpfpumpe 46 zu fördernden Getriebeöls angepasst. Dazu wird eine geeignete Drehzahl der Trockensumpfpumpe 46 eingestellt.
7 zeigt ein Diagramm einer Abhängigkeit des fahrsituationsabhängigen Offsets von der Querbeschleunigung und von der Längsbeschleunigung. Die Querbeschleunigung ist auf einer Ordinatenachse 98 und die Längsbeschleunigung ist auf einer Abszissenachse 100 des Diagramms der 7 aufgetragen. Ferner ist in dem Diagramm der 7 ein Kammscher Kreis 102 eingetragen. Der Kammsche Kreis 102 umschließt Wertebereiche der Querbeschleunigung und der Längsbeschleunigung aller möglicher Fahrsituationen. Gültige Wertebereiche der Querbeschleunigung und der Längsbeschleunigung in einem ersten Quadranten 104 beschreiben einen Beschleunigungsvorgang in einer Linkskurve. Gültige Wertebereiche der Querbeschleunigung und der Längsbeschleunigung in einem zweiten Quadranten 106 beschreiben einen Beschleunigungsvorgang in einer Rechtskurve. Gültige Wertebereiche der Querbeschleunigung und der Längsbeschleunigung in einem dritten Quadranten 108 beschreiben einen Bremsvorgang in einer Rechtskurve. Gültige Wertebereiche der Querbeschleunigung und der Längsbeschleunigung in einem vierten Quadranten 110 beschreiben einen Bremsvorgang in einer Linkskurve.
Die Ordinatenachse 98, auf welcher eine Querbeschleunigung aufgetragen ist, ist dabei insbesondere abhängig von einer Einbausituation des Doppelkupplungsgetriebes 10 spiegelbar. Die Begriffe „Linkskurve“ und „Rechtskurve“ sind daher insbesondere lediglich beispielhaft auf eine in den Figuren gezeigte Einbausituation bezogen und können dementsprechend auch umgekehrt erfindungsgemäß angewendet werden.
Das Diagramm der 7 zeigt ferner verschiedene Fahrzustandsbereiche 112, 114, 116, 118, insbesondere einen ersten Fahrzustandsbereich 112, einen zweiten Fahrzustandsbereich 114, einen dritten Fahrzustandsbereich 116 und einen vierten Fahrzustandsbereich 118, in Abhängigkeit der Querbeschleunigung und der Längsbeschleunigung. Ein Längsbeschleunigungsbetrag ist im Folgenden als ein mathematischer Betrag eines Wertes der Längsbeschleunigung zu verstehen. Beispielsweise umfasst ein hoher Längsbeschleunigungsbetrag sowohl eine stark positive Längsbeschleunigung als auch eine stark negative Längsbeschleunigung.
Der erste Fahrzustandsbereich 112 beschreibt eine schwache Rechtskurvenfahrt bei einem geringen Längsbeschleunigungsbetrag. Ferner beschreibt der erste Fahrzustandsbereich 112 eine schwache bis mittlere Linkskurvenfahrt bei negativer Längsbeschleunigung oder bei geringer bis mittlerer positiver Längsbeschleunigung. Im ersten Fahrzustandsbereich 112 wird der Offset durch einen kühlbetriebszustandsabhängigen globalen Offset, beispielsweise durch Systemtoleranzen und/oder einen Luftanteil im Getriebeöl, gebildet.
Der zweite Fahrzustandsbereich 114 beschreibt eine mittlere Rechtskurvenfahrt bei geringem bis mittlerem Längsbeschleunigungsbetrag. Ferner beschreibt der zweite Fahrzustandsbereich 114 eine schwache Rechtskurvenfahrt bei mittlerem Längsbeschleunigungsbetrag. Zudem beschreibt der zweite Fahrzustandsbereich 114 eine starke Linkskurvenfahrt bei sämtlichen Längsbeschleunigungen. Des Weiteren beschreibt der zweite Fahrzustandsbereich 114 eine schwache bis mittlere Linkskurvenfahrt bei stark positiven Längsbeschleunigungen. Im zweiten Fahrbetriebszustand 114 wird der Offset gegenüber dem ersten Fahrbetriebszustand 112 erhöht, insbesondere zur Verstärkung eines Unterdruckfelds im Bereich der Trockensumpfpumpenansaugöffnung 47.
Der dritte Fahrzustandsbereich 116 beschreibt eine schwache bis mittlere Rechtskurvenfahrt bei einem hohen Längsbeschleunigungsbetrag. Ferner beschreibt der dritte Fahrzustandsbereich 116 eine mittlere bis starke Rechtskurvenfahrt bei einem geringen bis mittleren Längsbeschleunigungsbetrag. Im dritten Fahrbetriebszustand 116 ist kein Getriebeöl im Bereich der Trockensumpfpumpenansaugöffnung 47, so dass durch die Trockensumpfpumpe 46 im Wesentlichen kein Getriebeöl gefördert wird. Im dritten Fahrbetriebszustand 116 wird eine durch die Trockensumpfpumpe 46 nicht geförderte Getriebeölmenge integriert und insbesondere als zusätzlicher Offset bei Erreichen des ersten Fahrzustands 112 oder des zweiten Fahrzustands 114 berücksichtigt.
Der vierte Fahrzustandsbereich 118 beschreibt eine sehr starke Rechtskurvenfahrt in einer Grenzsituation kurz vor einer Haftgrenze bei geringem Längsbeschleunigungsbetrag. 8 zeigt den Getriebeölspeicher 24 von dem Radsatzraum 20 aus betrachtet, insbesondere in Kraftfahrzeugeinbaulage in Fahrtrichtung betrachtet, und den Ölstand 64 in dem Getriebeölspeicher 24 im vierten Fahrzustandsbereich 118. Die Getriebeölpumpenansaugöffnung 27 und die Zusatzölpumpenansaugöffnung 30 sind in Kraftfahrzeugeinbaulage geodätisch auf einer selben Höhe angeordnet. Ferner sind die Getriebepumpenansaugöffnung 27 und die Zusatzölpumpenansaugöffnung 30 von dem Radsatzraum 20 aus betrachtet nebeneinander angeordnet. Die Getriebepumpenansaugöffnung 27 ist von dem Radsatzraum 20 betrachtet rechts von der Zusatzölpumpenansaugöffnung 30 angeordnet. In starker Rechtskurvenfahrt sammelt sich das in dem Getriebeölspeicher 24 befindliche Getriebeöl in Kraftfahrzeugeinbaulage in Fahrtrichtung betrachtet auf der linken Seite. Dabei nimmt der Ölstand 64 des Getriebeölspeichers 24 zur rechten Seite hin ab, so dass die Getriebeölpumpenansaugöffnung 27 zumindest teilweise in der Luft und die Zusatzölpumpenansaugöffnung 30 vollständig im Getriebeöl liegt. Im vierten Fahrbetriebszustand 118 wird die Tandempumpe in dem Kombibetriebszustand betrieben, so dass durch einen Betrieb der Zusatzölpumpe 28 ein Luftsaugen der Getriebeölpumpe 26 verhindert wird. Alternativ könnte eine Getriebepumpenansaugöffnung in Kraftfahrzeugeinbaulage in Fahrtrichtung betrachtet links einer Zusatzölpumpenansaugöffnung angeordnet sein, so dass insbesondere in starker Linkskurvenfahrt die Getriebepumpenansaugöffnung zumindest teilweise in der Luft und die Zusatzölpumpenansaugöffnung vollständig in Getriebeöl liegt.
Bezugszeichenliste

10: Doppelkupplungsgetriebe
12a: Getriebegehäuse
12b: Kupplungsgehäuse
14: Außenlamellenträger der äußeren Kupplung
16: Kupplungsraum
18: elektrohydraulische Steuereinheit
20: Radsatzraum
22: Getriebegehäusebodenbereich
24: Getriebeölspeicher
26: Getriebeölpumpe
27: Getriebeölpumpenansaugöffnung
28: Zusatzölpumpe
30: Zusatzölpumpenansaugöffnung
32: Austrittsöffnung
34: Überlauföffnung
36: Austrittsöffnung
46: Trockensumpfpumpe
47: Trockensumpfpumpenansaugöffnung
48: Förderleitung
52: Radsatz
54: Doppelkupplung
56: Ölfilter
60: Volumenstrom
62: Ölstand
64: Ölstand
66: Eintrittsöffnung
74: Getriebeparameter
76: Getriebeparameter
78: Getriebeparameter
80: Getriebeparameter
82: Getriebeparameter
84: Getriebeparameter
86: Rohwert
90: Offsetwert
92: Offsetwert
94: Offsetwert
96: Endwert
98: Ordinatenachse
100: Abszissenachse
102: Kammscher Kreis
104: Quadrant
106: Quadrant
108: Quadrant
110: Quadrant
112: Fahrzustandsbereich
114: Fahrzustandsbereich
116: Fahrzustandsbereich
118: Fahrzustandsbereich

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Doppelkupplungsgetriebes (10), wobei das Doppelkupplungsgetriebe (10) ein Getriebegehäuse (12a), ein Kupplungsgehäuse (12b), eine innerhalb des Kupplungsgehäuses (12b) angeordnete Doppelkupplung (54), einen hohlzylindrischen Kupplungsraum (16), welcher die Doppelkupplung (54) zumindest teilweise umschließt, eine elektrohydraulische Steuereinheit (18), einen Radsatzraum (20), welcher einen Getriebegehäusebodenbereich (22) umfasst, einen Getriebeölspeicher (24), welcher zur Aufnahme eines Getriebeöls für das Doppelkupplungsgetriebe (10) vorgesehen ist, eine Getriebeölpumpe (26), welche zu einer Förderung des Getriebeöls aus dem Getriebeölspeicher (24) zu der elektrohydraulischen Steuereinheit (18) vorgesehen ist, und eine Trockensumpfpumpe (46), welche zu einer Absaugung des Getriebeöls aus dem Radsatzraum (20) und einer Rückführung des Getriebeöls in den Getriebeölspeicher (24) vorgesehen ist, umfasst, wobei der Kupplungsraum (16) eine erste Austrittsöffnung (32) aufweist, welche zu einer direkten Rückführung des Getriebeöls in den Getriebeölspeicher (24) vorgesehen ist, und eine zweite Austrittsöffnung (36) aufweist, welche in einem in Kraftfahrzeugeinbaulage geodätisch unteren Bereich des Kupplungsraums (16) angeordnet ist und welche zu einem direkten Rücklauf des Getriebeöls in den Getriebegehäusebodenbereich (22) vorgesehen ist, und wobei eine Förderleistung der Trockensumpfpumpe (46) aus dem Getriebegehäusebodenbereich (22) in den Getriebeölspeicher (24) in zumindest einem wesentlichen Betriebszustand zumindest im Wesentlichen proportional zu einer aus dem Kupplungsraum (16) direkt in den Getriebegehäusebodenbereich (22) rückgeführten Getriebeölmenge eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleistung der Trockensumpfpumpe (46) in Abhängigkeit einer Querbeschleunigung eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleistung der Trockensumpfpumpe (46) in Abhängigkeit einer Längsbeschleunigung eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleistung der Trockensumpfpumpe (46) in Abhängigkeit einer zur Kühlung der Doppelkupplung (54) angeforderten Kühlvolumenstrommenge eingestellt wird.
Doppelkupplungsgetriebe (10) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.